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基于FPGA的计算机视频信息反截获系统设计与实现

作　者: 张望
导　师: 邱扬
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: TEMPEST技术计算机视频信息电磁泄漏现场可编程逻辑阵列抖动技术有限脉冲响应数字滤波器
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本文首先从信息安全的角度出发,对计算机系统TEMPEST技术的研究背景、国内外发展状况、主要研究内容以及计算机视频信息泄漏对军事、经济、政治等各重要领域的危害性进行了阐述,并详细分析了由液晶显示器组成的计算机视频系统的电磁信息泄漏机理。在“抑源法”的防护理论基础上,通过对Soft-TEMPEST视频图像滤波与伪发射“抖动”技术的深入研究,设计了基于现场可编程逻辑陈列FPGA (EP1C6Q240C8)的防信息泄漏数字硬件图像处理系统。本文所设计的视频信息反截获数字信号处理系统包括视频采集、信号处理和视频显示三大模块。系统以现场可编程逻辑陈列FPGA芯片为核心处理与控制器件,可以完成所有视频信号采集、传输、显示与处理操作,实现仅用一个视频信号处理卡来防视频系统电磁信息泄漏的目的。整个系统设计巧妙、合理,满足了视频系统对实时性的苛刻要求,而且对图像显示效果没有太大的影响,并通过了权威测试部门的TEMPEST截获测试。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 信息安全与TEMPEST技术概况  7-8
  1.2 本文所做的工作  8-10
第二章视频信息反截获技术研究  10-24
  2.1 人眼的视觉原理  10-13
    2.1.1 眼睛的构造及功能  10-12
    2.1.2 亮度特点  12-13
  2.2 计算机视频系统工作原理及泄漏机理分析  13-17
    2.2.1 计算机视频系统结构及工作原理  13-14
    2.2.2 液晶显示器电磁泄漏源分析  14-17
  2.3 Soft-TEMPEST视频信息反截获技术原理  17-24
    2.3.1 滤波法原理  17-18
    2.3.2 抖动技术伪泄漏法的机理  18-24
第三章系统硬件设计  24-41
  3.1 总体方案设计  24-28
    3.1.1 系统设计指标  24-25
    3.1.2 核心处理器件的确定  25-27
    3.1.3 总体设计方案  27-28
  3.2 关键器件选择  28-33
    3.2.1 FPGA器件  28-29
    3.2.2 A/D转换芯片AD9883  29-30
    3.2.3 D/A转换芯片AD7125  30-31
    3.2.4 存储器芯片  31-32
    3.2.5 单片机  32-33
  3.3 防混叠模拟低通滤波器设计  33-34
  3.4 视频信号采样电路设计  34-37
  3.5 FPGA编程电路设计  37-41
    3.5.1 编程硬件选择  37-38
    3.5.2 编程电路  38-41
第四章系统软件实现  41-66
  4.1 数字系统自顶向下的设计法  41-43
  4.2 顶层模块设计  43-48
    4.2.1 顶层实体的VHDL描述  43-44
    4.2.2 顶层结构体的设计与VHDL语言程序  44-48
  4.3 主要底层功能模块设计  48-63
    4.3.1 FIR模块设计  48-57
    4.3.2 抖动模块设计  57-62
    4.3.3 RAM控制模块设计  62-63
  4.4 FPGA的引脚分配  63-66
第五章总结与展望  66-68
  5.1 全文总结  66
  5.2 进一步研究的思路  66-68
附录计算机视频信息反截获系统测试结果  68-72
  1 滤波结果验证  68-70
  2 伪发射结果验证  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-76
研究成果  76-77

基于FPGA的计算机视频信息反截获系统设计与实现

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