Sistema de cifrado de datos geográficos basado en Chaos-LSTM y proliferación de secuencias caóticas

Jia DUAN ,  

Luanyun HU ,  

Qiumei XIAO ,  

Meiting LIU ,  

Wenxin YU ,  

Abstract

Basándose en los algoritmos de cifrado caótico tradicionales, que se caracterizan por una variedad de operaciones, y teniendo en cuenta la fuerte correlación entre el estado del sistema caótico, el estado inicial y los parámetros, que puede conducir a problemas de periodicidad en la secuencia caótica, se construyó un modelo Chaos-LSTM. En cuanto al efecto de la precisión limitada de cálculo de la computadora, que puede conducir a la aparición de periodicidad en una larga secuencia caótica, haciéndola así inadecuada para el cifrado de objetos de gran tamaño, se desarrolló un algoritmo de proliferación de secuencias caóticas (CSP). Combinando ambos, se propuso un sistema de comunicación encriptada de datos geográficos basado en Chaos-LSTM y proliferación de secuencias caóticas. Primero, a través del modelo Chaos-LSTM, se produjo una secuencia caótica con una alta complejidad espectral (SE); luego, se seleccionó una corta secuencia caótica y se proliferó mediante el algoritmo CSP para generar una secuencia de cifrado caótica correspondiente, y se realizó un análisis de aleatoriedad de la secuencia proliferada; finalmente, utilizando información de imágenes geográficas como objeto de cifrado, se combinó la secuencia proliferada caótica con el algoritmo de difusión y el algoritmo de mezcla para construir un algoritmo de cifrado, y el sistema de cifrado se implementó en la plataforma ZYNQ. Las pruebas de software y las pruebas de hardware muestran que el sistema tiene un buen rendimiento en términos de confidencialidad y escalabilidad, y se puede utilizar para una comunicación secreta con múltiples objetos de cifrado, y tiene un buen valor de aplicación.

Keywords

Caos; Redes neuronales de memoria a corto y largo plazo (LSTM); Proliferación de secuencias caóticas (CSP); Plataforma ZYNQ; Cifrado de imágenes

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