臺灣國際科展

四眼渦漩-混沌電路之密鑰生成器

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2021年
科別
物理與天文學
得獎情形
三等獎
學校名稱
臺北市立第一女子高級中學
指導老師
林宗賢;陳正源
作者
李宛頤
關鍵字
混沌電路、物理不可複製函數、密鑰生成器
備註
美國國際開發署獎

摘要或動機

本專題利用混沌電路本身的不可預測性及混亂程度,製造出作為硬體安全實現的密鑰生成器。從實現基本的蔡氏電路,並探討蔡氏電路作為硬體安全的相關應用為基礎,進而實現進階的研究改造。透過電阻、電感、電容、運算放大器等電子元件,焊接在電路板上,實現一個「四渦漩狀」的混沌電路。 本研究的最大特點,就是會製作兩個具備相同電子元件及構型的多吸引子混沌電路,但天生的元件變異性會產生「類蝴蝶效應」,再利用數位乘法器,將兩個電路之類比訊號相乘,而這個操作會形成一個密鑰生成器的混沌系統。 最後會透過軟體MATLAB 確認電路操作和分析電路輸出信號,及所提出密鑰生成器的安全程度,將會驗證隨機性和獨特性這兩組特徵,分別計算平均及交叉相關函數來做為驗證的依據。最後從實驗中證明了「四渦漩狀」的混沌電路所產生的密鑰具有快速產生及高安全性。


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