一类混沌系统的单向耦合同步方法及其条件

利用Lyapunov稳定性理论,研究一类混沌系统的单向耦合同步问题。提出该类混沌系统单向耦合同步条件,并将该方法和条件应用于蔡氏混沌电路,得到单向耦合蔡氏电路混沌同步方法和条件。仿真结果表明了该方法的有效性。     

单向耦合混沌同步及其在保密通信中的应用

采用单向耦合同步法,利用Lyapunov稳定性定理、全局同步法及最大Lyapunov指数法分别对Lorenz系统、变形耦合发电机系统及超混沌Chen系统的自同步进行了研究.为适用于混沌保密通信,使用单路信号实现了驱动系统与响应系统的同步,并给出将超混沌Chen系统的自同步用于混沌掩盖保密通信的具体例子.数值模拟验证了所给方案的有效性.     

参数未知的自适应耦合同步及其在保密通信中的应用

在实际应用中,系统参数会随着环境的变化而变化,因此研究参数不确定混沌系统的同步更具有实际应用价值。文章针对参数完全未知的混沌系统,基于单向耦合同步方法,实现了混沌系统的自适应同步,为证明系统同步进行了严格的数学推导,并将同步的混沌系统应用到混沌保密通信中。计算机仿真表明混沌系统能够快速达到同步,且在混沌保密通信系统的接收端,有用信号可以有效地恢复出来,从而证明文章提出的方法有效且可行。     

分数阶混沌系统耦合同步及混沌键控通信设计

分数阶混沌系统同步在混沌通信领域有着重要的应用价值。文中研究分数阶Chen混沌系统的单向耦合同步的问题,基于分数阶混沌系统的Lyapunov稳定性理论,设计分数阶Chen混沌系统单变量线性耦合同步控制器,实现分数阶Chen混沌系统的耦合同步。基于上述分数阶Chen混沌同步系统,设计混沌键控通信系统,分析通信系统的误码率等系统性能。研究表明,分数阶混沌通信系统比整数阶具有更高的保密性,分数阶混沌键控通信系统与整数阶混沌键控通信系统抗噪性能几乎一样。     

分数阶混沌系统耦合同步及混沌键控通信设计

分数阶混沌系统同步在混沌通信领域有着重要的应用价值。文中研究分数阶Chen混沌系统的单向耦合同步的问题,基于分数阶混沌系统的Lyapunov稳定性理论,设计分数阶Chen混沌系统单变量线性耦合同步控制器,实现分数阶Chen混沌系统的耦合同步。基于上述分数阶Chen混沌同步系统,设计混沌键控通信系统,分析通信系统的误码率等系统性能。研究表明,分数阶混沌通信系统比整数阶具有更高的保密性,分数阶混沌键控通信系统与整数阶混沌键控通信系统抗噪性能几乎一样。     

耦合混沌系统自适应修正函数投影同步

针对一类含有模型不确定和外界扰动的混沌系统,通过构造合适的响应系统,提出了一种修正函数投影同步方法.基于李亚普诺夫稳定性定理和单向耦合同步原理,给出了2种混沌驱动的响应系统的设计方案,通过设计合适的控制器和自适应律,使得驱动—响应系统按照期望的函数尺度因子矩阵实现同步.所设计的控制策略对模型不确定和外界干扰有较强的鲁棒性,且不需要预先已知不确定项的界值.此外,在耦合反馈系数中引入自适应律,使得耦合反馈系数可随自适应律自由调整到最佳值.理论分析及仿真结果表明了该方案的有效性.     

一个单向耦合的混沌时延神经元系统的滞同步

本文研究了一个单向耦合的混沌时延神经元系统的滞同步问题。利用Krasovskii-Lyapunov稳定性理论，分析了同步的渐近稳定性，并给出了判定耦合系统滞同步的一个充分条件。数值实验仿真鲒果表明，该系统具有满意的滞同步效果，证实了鲒论的正确性。     

采用混沌技术提高军事通信的保密性

阐述了混沌通信一般原理,分析了其保密性能,用改进型蔡氏电路实现了单向耦合同步,进而设计了一种更为可靠的基于Lorenz系统实现的二阶级联混沌保密通信系统。仿真结果表明,这种方法可行且可提高军事通信的安全性、保密性。     

耦合控制超混沌同步鲁棒性分析研究

本文运用理论分析及数值仿真的方法,分析了一类含非线性负电容的四阶自治超混沌系统的鲁棒性。重点研究了噪声干扰及参数扰动情况下超混沌系统的耦合同步问题,定量分析结果表明,经过结构简单易于实现的线性耦合控制器,四阶自治超混沌系统可以实现较为稳定耦合控制同步,并且超混沌同步系统对于噪声干扰及参数扰动具有较强的抑制能力,耦合控制超混沌同步系统具有较好的鲁棒性。     

时空混沌双扰动单向hash函数的构造

提出一种采用耦合方式和m序列进行双扰动的时空混沌系统构造单向hash函数的新方案.方案中,Chebyshev映射的迭代值作为双向耦合帐篷时空混沌系统的初值进行扰动,而在时空混沌迭代末端,加入m序列产生器对选定的hash初值施加扰动,以抵抗存在性伪造攻击等攻击.该模型实现了任意长度明文序列转换成为160位hash值,仿真实验结果表明,该方案很好地达到了hash函数的各项性能要求,结合现有的各类攻击模式进行分析,证实该算法可以抵抗针对带密钥hash函数算法的各种攻击.     

时空混沌对可激发介质中螺旋波的影响的研究

心肌细胞里离子通道的随机打开,在心肌组织中产生的空间分布电流就是时空混沌的.为了了解时空混沌对螺旋波的影响,基于B(a|¨)r模型研究了两层耦合可激发介质系统中螺旋波的演化,提出无条件和有条件两种驱动响应耦合.耦合前,驱动和响应子系统分别处于时空混沌态和螺旋波态.在不同的参数下,发现螺旋波表现出不同的动力学行为.在很小的耦合强度下,时空混沌对螺旋波动力学行为几乎无影响.当耦合强度很大时,无条件耦合总是导致螺旋波的破碎.当相关参数适当选取时,时空混沌既能提高受其作用介质的激发性,也能降低它的激发性.此外,它还能使稳定螺旋波和漫游螺旋波作无规漫游或无规漂移,甚至导致螺旋波漂移出系统;对于不稳定螺旋波,时空混沌能极大延迟螺旋波出现破碎.特别是,在有条件耦合下,可以使不稳定螺旋波成为稳定或漫游螺旋波.     

基于耦合锯齿混沌映射的虚拟光学加密系统

文中结合时空混沌系统具有初值和控制参数的高度敏感性,并能产生大量非相关的伪随机序列的特性,提出了一种基于耦合锯齿混沌映射生成虚拟光学加密系统的随机模板的方法。该方法基于交叉耦合映像格子模型,局部状态演化方程采用锯齿混沌映射,构成时空混沌系统。实验结果表明,当耦合系数ε的取值小于0．01时,基于交叉耦合映像格子模型的锯齿混沌系统可以生成具有均匀分配的混沌序列。经Matlab仿真实验证明,该加密系统密钥的灵敏度高,在一定的密钥长度下可以抵抗暴力破解。     

一种新的基于时空混沌的单向Hash函数构造

对时空混沌中常用的耦合映像格子模型(coupled map lattice,CML)和已有的基于时空混沌的单向Hash函数构造进行了分析,在此基础上提出了一种新的基于时空混沌的单向Hash函数构造方法.首先根据Lyapunov指数谱确定CML中参数的取值,然后用线性变换后的消息来更改CML的状态,并通过迭代来扩散消息中每个字节对CML状态的影响,Hash值从最终的CML状态中抽取.研究结果表明,该方法具有很好的单向性、弱碰撞性、初值敏感性和灵活性以及更高的计算效率.     

一种新的基于时空混沌的伪随机数发生器

时空混沌系统有很好的密码学特性,常被用来设计伪随机数发生器。然而,时空混沌系统的概率密度分布不均匀,不利于保证伪随机数发生器的安全。针对此问题,提出一种新的基于时空混沌系统的伪随机发生器算法。该算法从提升时空混沌局部映射的密码学性能入手,将分段Logistic映射作为局部映射,并通过改变时空混沌系统的耦合参数来解决概率密度分布不均的问题。理论分析与仿真实验的结果表明,该算法产生的序列具有良好的初值敏感性和随机性,同时具有良好的执行效率,能够满足信息加密安全的需要。     

Real-time deterministic chaos control by means of selected evolutionary techniques

This contribution introduces continuation of an investigation on deterministic spatiotemporal chaos real-time control by means of selected evolutionary techniques. Real-time-like behavior is specially defined and simulated with the spatiotemporal chaos model based on mutually nonlinearly joined n equations, so-called coupled map lattices (CML). Four evolutionary algorithms are used for chaos control here: differential evolution, self-organizing migrating algorithm, genetic algorithm and simulated annealing in a total of 12 versions. For modeling of real-time spatiotemporal chaos behavior, the so-called CML were used based on logistic equation to generate chaos. The main aim of this investigation was to show that evolutionary algorithms, under certain conditions, are capable of real-time control of deterministic chaos, when the cost function is properly defined as well as parameters of selected evolutionary algorithm. Investigation consists of four different case studies with increasing simulation complexity. For all algorithms, each simulation was repeated 100 times to show and check robustness of used methods. All data were processed and used in order to get summarizing results and graphs.     

基于视觉特性及低位替换优化的信息隐藏方法

提出了一种在图像载体中进行信息隐藏的新方法。该方法利用图像的视觉特性，通过硬c均值聚类分析进行秘密信息嵌入。通过对简单低位替换的优化调整，在图像的隐藏量和图像质量上都有很大的改进。另外，采用基于时空混沌映射置乱技术对载体图像进行置换及反向置换，对秘密信息提供了有效的安全防护手段。实验结果表明，该方法在改善图像质量及视觉隐蔽性上都取得了较好的结果。     

基于像素交换及时空混沌映射的信息隐藏方法

提出了一种在图像载体中进行信息隐藏的新方法。该方法通过硬c均值聚类分析,确定可嵌信息区域,在可嵌信息区域内的相邻像素间通过像素交换来编码信息。采用时空混沌置乱技术,控制秘密信息的嵌入过程,并对嵌入信息进行加密。该方案具有较好的视觉隐蔽性及统计隐蔽性,并且密钥空间大,实现了算法可公开的信息隐藏。     

混沌系统最大Lyapunov指数估计新方法研究

Lyapunov指数是定量描述混沌系统的重要指标。本文提出一种基于混沌同步的最大Lyapunov指数估计方法,通过构造反馈控制耦合混沌同步系统,应用混沌同步条件,估计原系统最大Lyapunov指数即为满足两耦合系统达到同步的最小控制增益。以Lorenz混沌和静摩擦Duffing振子为仿真对象,仿真结果验证了方法的有效性。     

主动滑模控制时滞时空混沌星形网络的函数投影同步

研究了拓扑等价的多个时空混沌系统组成的星形网络,提出了一种主动滑模控制时滞时空混沌星形网络的函数投影同步控制方法,实现了多个时空混沌系统的同步.在结合主动控制和滑模控制方法的基础上,设计了主动滑模控制器的结构,得到了网络函数投影同步的必要条件.以Gray—Scott时空系统作为网络节点构成的星形网络为例进行了仿真模拟.结果验证了主动滑模控制器的有效性.     

耦合系统中时空混沌的神经网络控制方法

以耦合映象链模型为例,利用神经网络的学习能力,提出了一种控制耦合系统的时空混沌行为的方法,并对控制方法的有效性作了理论分析和仿真研究。