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Implementación de hardware de un sistema de encriptación de audio basado en un mapa caótico 2D utilizando S-Box

Autores: Elrefai, Hisham M.; Sayed, Wafaa S.; Said, Lobna A.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Implementación de hardware de un sistema de encriptación de audio basado en un mapa caótico 2D utilizando S-Box


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Sistema de encriptación
Mapas caóticos
Plataforma FPGA
Diseño de S-box
Rendimiento
Eficiencia energética

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento presenta un sistema de cifrado de audio basado en hardware utilizando un mapa caótico 2D y un diseño dinámico de S-box implementado en una plataforma FPGA Artix-7. Tres mapas caóticos distintos-logístico-fracción (2D-LF), logístico-seno (2D-LS) y fracción-seno (2D-FS)-fueron investigados e implementados en un FPGA. El mapa 2D-LF fue empleado en el sistema de cifrado por su rendimiento en términos de eficiencia de potencia y rendimiento. El sistema de cifrado propuesto se beneficia de la aleatoriedad de las secuencias caóticas para la permutación de bloques y la sustitución de S-box para mejorar las propiedades de difusión y confusión de la señal de voz cifrada. La fuerza de cifrado del sistema se valida a través de evaluaciones de rendimiento, utilizando el error cuadrático medio (MSE), la relación señal-ruido (SNR), coeficientes de correlación y pruebas de aleatoriedad NIST, que confirman la imprevisibilidad de la señal de voz cifrada. Los resultados de la implementación de hardware muestran un rendimiento de 2880 Mbps y un consumo de energía de 0,13 W.

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