一种新的混沌伪随机序列的生成方法

基于一维Chebyshev混沌映射和二维非线性Henon映射,提出了一种新的参数随机坐化的复合混沌系统的世汁方案,井将其产生怕混沌伪随机序列转化为二进制O-1混沌密码序列.经过反复的计算机模拟仿真宴验,数据结果表明无论是系统产生的混沌伪随机序列坯是转化后的二进制混沌密码序列,都具有良好的自相关性、均匀分布特性和随机统计特性,并上且此混沌系统构造原理简单,易于史现.     

基于耦合锯齿映射的时空混沌伪随机数发生器

基于近邻耦合锯齿映射的扩散和混乱特性,利用密码学判定,提出一种时空混沌伪随机序列产生方法.把由锯齿映射组成的近邻耦合映像格子作为时空混沌系统,各格点变量能同时输出独立的伪随机数.对参数β取不同值时弱耦合情况下伪随机数的概率密度函数和类随机性进行了数值分析,且对量化后的伪随机序列进行了周期特性、平衡性、相关性分析和NIST测试,结果表明,该序列有很好的密码学特性.在此基础上利用该伪随机数发生器构成一种简单的流密码,讨论了其安全性,发现基于近邻耦合锯齿映射的时空混沌伪随机数发生器能用来构造更高效安全的混沌流密码.     

正弦变换混沌系统及性能分析

为了改善经典Logistic、Sine和Tent等映射仅在小范围内具有混沌行为且复杂性低等不足,提出了基于正弦变换混沌映射的构造方法。该方法对现有混沌映射的输出进行线性加权组合,再对组合结果进行正弦函数变换并产生新的映射。通过分叉图和Lyapunov指数法检验该类映射具有混沌特性,并对该类映射产生序列所对应的样本熵和Kolmogorov熵测试与分析,结果表明,基于正弦变换混沌映射的构造方法产生的混沌映射相较于经典Logistic、Sine和Tent映射其混沌范围所占比例分别提高了89.25%、85%、40%,最大的Lyapunov指数提高了0.5个单位,样本熵和Kolmogorov熵也均有所提高。提出方法所产生的新混沌映射有较大的混沌范围、鲁棒性以及更好的复杂性和不可预测性。     

参数可变的多混沌映射加密系统

利用混沌映射具有对初值和系统参数的敏感性以及轨道的不确定性,提出一种基于多个一维混沌映射的加密算法。该加密算法使用线性同余随机数发生器产生混沌映射的系统参数和3个一维混沌映射的使用顺序,同时通过输出反馈方式动态改变混沌映射初值、迭代次数以及线性同余随机数发生器参数。实验结果和安全性分析表明,该算法密钥空间大,具有对明文和密钥的敏感性,能有效抵抗选择明文等穷举攻击和统计分析攻击。     

一种复合混沌序列生成算法

给出一种复合混沌序列生成算法。将一维Chebyshev型混沌映射代入一维Logistic型混沌映射,并用m序列以异或的方式叠加到该混沌映射中,迭代产生一种新的复合混沌序列。数据仿真结果显示,新产生的复合混沌序列有着更强的初值敏感性和更高的复杂度,系统误码率低,在相关性、随机性和周期性方面优于一维Logistic型、Chebyshev型混沌序列。以所给方向产生的复合混沌序列适用于跳时扩频通信系统。     

基于整数非线性耦合混沌模型的图像加密算法

以耦合映像格子模型为原型, Arnold猫映射作为空间格点间的耦合方式,选用整数化的Tent映射作为非线性函数,构造了一种整数非线性耦合混沌模型.该模型能快速、并行地产生多维混沌伪随机序列,多维序列具有均匀分布及相互独立的特征,从而克服了混沌伪随机序列发生器设计中存在的根本性缺陷.基于此设计了一种比特级图像置乱加密算法,利用该模型能产生相互独立序列的优势,实现8列图像灰度值并行混淆,并采用猫映射按比特位分块的方式对像素点位置进行置乱处理.最后对图像加密算法的加密效果进行仿真实验评估.     

预警情报系统混沌特性与控制策略研究

针对预警情报系统在情报保障过程中存在的混沌不可控问题,基于混沌理论,对预警情报系统的混沌特性进行了分析,梳理出预警情报系统和混沌系统的映射关系,给出了预警情报系统的混沌模型,在此基础上提出了一种基于相互耦合的预警情报系统控制策略.仿真结果验证了本文方法的有效性.     

基于超混沌同步控制的移动机器人全覆盖路径规划

针对移动机器人执行警戒、巡逻等特殊任务的随机性、遍历性等需求,提出一种基于超混沌同步控制的移动机器人全覆盖路径规划方法。以四维超混沌Lorenz系统为主驱动方程,利用单边耦合同步控制构造超混沌同步响应方程;将同步后的超混沌同步响应方程与移动机器人运动学方程相结合,构造混沌机器人路径规划器,产生满足特殊任务要求的全覆盖遍历轨迹;利用镜面映射方法对覆盖轨迹运行范围进行限制和对运行边界进行静态避障。对规划轨迹进行定性分析和定量计算发现,与同步以前的超混沌方程相比,利用超混沌同步方法构造后产生的全覆盖轨迹具有更好的遍历覆盖特性和随机特性,能够满足自主移动机器人执行警戒、巡逻等特殊任务的需求。     

统一混沌系统在扩频通信中的研究

通过lyapunov函数法构造了统一混沌系统同步的接收系统的通用数学模型.以lorenz和chen混沌同步系统为例,以lorenz产生的3个变量作为调制波,用chen产生的3个变量作为解调波,将此同步系统应用在扩频通信中.本文用一种新的混沌级联方式来产生扩频通信所需要的PN码,分析了该码的平衡性,相关性.研究了信噪比,用户数量和序列长度对系统误码率的影响,通过仿真表明这种方式产生的PN码性能优于传统的扩频码.     

二维混沌映射图像加密安全性分析及改进算法

为增强图像加密的安全性,分析了二维混沌映射图像加密技术,提出了一种新的改进算法.采取构造复合加密系统、增加扩散函数、改变密钥设计等方法解决二维混沌映射加密图像时只改变图像位置,没有改变像素值,存在周期性、无扩散、实际密钥空间比理论值小等安全隐患问题.将Baker map公式化,然后利用复合混沌系统的思想,以Baker map为例提出了一种新的改进算法.仿真验证了改进算法的安全性.仿真表明,改进算法对其他二维混沌映射Cat map等均有效.     

相空间混沌扩频通信及其误码率

为了提高扩频通信系统中数据传输的可靠性,研究相空间混沌信号产生混沌序列扩频码对扩频系统误码率的影响。测试不同混沌序列的李雅普诺夫指数验证混沌系统,将统计自相关和互相关特性作为刻画扩频码序列性能的重要指标,测试并分析各扩频序列的统计相关特性,最后通过仿真实验获取各扩频码的误码率,并将其误码率与对应统计相关特性作对比揭示其内在关联性。仿真实验表明相空间混沌信号所产生扩频码序列比经典Logistic映射所产生扩频码序列能获得更低的误码率,尤其是空时混沌信号所产生混沌序列更有利于扩频通信需要。     

混沌干扰背景下的正弦频率估计新方法

提出一种基于单变量驱动误差滤波反馈混沌同步的强混沌背景下正弦参数估计的方法。该方法利用采样的混合信号(混沌加白噪声和正弦)通过某一类型滤波器,用滤波后信号驱动一新构建的同类响应混沌系统,若混沌同步发生,则驱动响应信号的误差序列中应含有正弦成分,对误差序列采用互谱MUSIC算法估计正弦频率。该方法适于强混沌信号加强白噪声为背景的正弦参数估计。仿真实验表明,该方法简单有效。     

The study of fuzzy chaotic neural network based on chaotic method

This paper proposes a type of Fuzzy Chaotic Neural Network (FCNN). Firstly, the model of recurrent fuzzy neural network (RFNN) is considered, which adds a feedback in the second layer to realize dynamic map. Then, the Logistic map is introduced into the recurrent fuzzy neural network, so as to build a Fuzzy Chaotic Neural Network (FCNN). Its chaotic character is analyzed, and then the training algorithm and associate memory ability are studied subsequently. And then, a chaotic system is approximated using FCNN; the simulation results indicate that FCNN could approach dynamic system preferably. And owing to the introducing of chaotic map, the chaotic recollect capacity of FCNN is increased.     

参数不确定混沌系统的自适应同步

针对参数未知的混沌系统，提出了一种基于参数估计和黎卡提不等式的自适应混沌同步方法.利用
李雅普若夫稳定性理论，证明了混沌同步的问题可以转化为黎卡提不等式的求解.用状态观测器方法构造
同步混沌接收系统，根据最速下降法辨识未知参数.结合严格正实函数的概念，分析了实现混沌同步保密
通信的条件，构造并求解相应的黎卡提不等式和等式组得到目标矩阵，实现混沌系统的同步和参数的自适
应估计.并通过对蔡氏电路的同步及双通道保密通信的仿真研究，结果表明，该同步方法可以实现两个系
统参数未知的混沌系统的快速同步，及信息信号得以复杂的加密和正确地接收.     

基于MATLAB/Simulink的实时混沌信号发生器研究

为克服用硬件电路实现复杂混沌映射的困难问题,基于MATLAB/Simulink建立多涡卷混沌映射的数值模型,采用快速原型技术通过输入/输出卡,将虚拟仿真信号转化生成实际的物理电信号,并与实际硬件电路连接起来,构成混沌通信系统的半实物仿真模型.对模型的实验结果分析表明,数字仿真模型生成信号不仅具有优良的统计特性,而且通过模拟输出卡输出的实际电信号和信号源数字仿真模型生成的信号一致.     

输出-密文混和反馈混沌流密码的设计

针对利用混沌轨道信息的密码分析，设计了一种输出-密文混和反馈模式的混沌流密码.使用一类区间数目参数化的分段线性混沌映射，通过多次迭代此类映射产生混沌信号.混沌信号的奇数位用来生成密钥流，偶数位和密文合并后作为后续状态反馈给密钥流发生器.在有限精度实现时，通过引入m序列扰动，克服混沌系统的有限精度效应对密钥流的影响.理论分析和试验结果表明，产生的密钥流具有良好的统计特性，密码系统是安全的，便于软硬件实现；并且可以在算法级调节加密速度，满足不同应用的速度要求.     

具有共存混沌吸引子的超大范围参数混沌系统

为了使参数在超大范围内变化时系统均具有共存吸引子,构建新型的双翼与四翼吸引子共存的混沌系统. 系统的状态方程共有7项,在每个状态方程中只有1个非线性项,且此非线性项是由另外2个状态变量的乘积组成的. 分析系统的稳定性、系统特性对参数变化的敏感性、系统参数在超大范围内变化时吸引子的共存特性等. 研究结果表明,在参数α作微小变化时,系统特性具有较强的敏感性;当仅改变初始值的大小时,系统具有2个孤立双翼混沌吸引子与1个四翼混沌吸引子共存的特性;当参数d∈(0, 2×10⁴]时,系统同样具有混沌吸引子,且均具有共存的2个孤立双翼混沌吸引子与1个四翼混沌吸引子. 此外,设计系统的硬件电路,利用Multisim进行电路仿真,进一步验证参数在超大范围内变化时系统中共存吸引子的存在性.     

Characterization of chaotic and periodic dynamics in a time series

In order to characterize synthesizing periodic and chaotic component dynamics in a time series, classical chaotic system-logistic map and Duffing system was examined by time dependent exponent (TDE) of the direct dynamical test. The simulative calculation results with the logistic map and Duffing system showed that periods and chaotic dynamics can be readily characterized by computing a series of TDE curves. The method was also applied to study power short-term load time series as well as measured a time series. Their dynamic characteristics of chaotic component and period were conveniently found.     

基于驱动响应同步的混沌背景下谐波信号频率估计方法

提出一种基于混沌驱动响应同步的强混沌背景下谐波频率估计的方法.该方法利用采样的混合信号(混沌加谐波)驱动一新构建的同类响应混沌系统,若响应混沌系统同步于驱动混沌信号,则驱动响应信号的误差序列中应含有谐波成分,对误差序列互谱的分析,估计谐波频率.该方法同时也适于其它噪声加混沌干扰的复合背景下的谐波频率估计.理论分析给出了该方法的适用条件,仿真实验证明该方法简单有效.