一种基于混沌的序列密码生成方法

由于混沌系统对实始条件和混沌参数非常敏感以及生成的混沌序列具有非周期性和伪随机性的特性，近年来混沌系统在密码学领域中得到了较多研究，该文提出一种基于混沌的序列密码生成方法，该方法通过随改变混沌映射的参数来提高混沌的复杂性，同时在有限精度实现时，通过引入扰动序列使输出的混沌序列具有良好的自相关性、均匀分布特性和随机统计特性，而且其周期可用混沌参数改变的周期与扰动序列的周期的乘积来度量，理论研究和模拟结果表明，该混沌序列加密方法具有较好的保密性并且便于软硬件实现。     

新一维混沌系统及加密特性研究

提出一种新的产生一维混沌系统的组合结构,以此结构设计两个新一维混沌系统,通过绘制Lyapunov指数图和分岔图研究两个新混沌系统性能。研究结果表明,此结构生成的一维混沌系统具有混沌区间大、区间连续、混沌序列分布均匀、系统Lyapunov指数高和可控参数多等优点。为了进一步提高混沌序列均匀分布特性,设计一变换过程,变换之后的混沌序列满足均匀分布。最后,为了展示新系统在信息安全方面的应用,设计一简单的图像加解密算法。通过Matlab软件进行仿真和性能测试,结果表明变换之后的混沌序列具有更好的加密特性。     

基于可变参数混沌的序列密码的设计

提出一种基于混沌的序列密码生成方法,该方法通过随机改变混沌映射的参数来提高混沌的复杂性,同时在有限精度实现时,通过引入扰动序列使得输出的混沌序列具有良好的自相关性、均匀分布特性和随机统计特性。理论研究和模拟表明,该混沌序列加密方法具有较好的保密性,并且便于软硬件实现。     

一种混沌密钥流产生方法

提出了一种混沌密钥流产生方法，推导出通过Logistic映射产生独立同分布多相密钥流序列的充分条件，即根据混沌轨迹的概率密度分布把混沌吸引子划分为2^n个区域，对混沌轨迹进行采样间隔为n的采样，对照轨道点所处位置与相应的序列元素之间的映射关系，可以得到独立、均匀分布的2^n相密钥流序列．数值统计分析支持以上研究结果并表明该序列具有较高的复杂度．此外文中给出了该序列生成的快速算法和一般表达式．该序列可用于密码学、数值模拟、扩频通信等众多领域．     

新的基于Legendre扰动的混沌序列

由于混沌系统对初始条件和混沌参数非常敏感以及生成的混沌序列具有非周期和伪随机性的特征,近年来混沌系统在密码学研究领域得到了较多的研究。提出一种基于混沌的序列密码生成方法,该方法通过引入扰动序列使得输出的混沌序列具有良好的均匀分布和随机统计特性,同时为了克服扰动序列数量的有限性,设计了一个素数表用来不定时更新扰动序列的输入。理论研究和模拟结果表明,该混沌序列具有较好的保密性而且便于软件实现。     

改进的数字化混沌扰动实现和应用

针对数字化混沌序列的有限精度效应问题,利用参数扰动产生混沌序列。该混沌序列服从均匀分布,具有更为理想的扩散特性和置乱特性,数值分析结果表明该方案的可行性。利用参数扰动产生的有限精度混沌序列产生加密矩阵和置乱矩阵,对灰度图像进行加密。实验仿真结果表明,该加密算法具有良好的加密效果。     

一种基于混沌和矩阵变换的序列密码

基于混沌的加密或扩频通信是当前的热门研究课题。但有限精度效应使得混沌序列密码存在密钥空间过小及周期退化的缺陷。本文通过引入一类特殊的（0，1）-矩阵类及三种矩阵变换，在二维混沌序列控制下不断地进行矩阵变换并以某种特殊方式扫描矩阵而产生N相伪随机序列。该序列满足作为密码序列的各项要求。实验结果同样显示该序列具有均匀分布、伪随机性好、复杂度高等优良统计特性，与理论分析的结论相符。     

一种基于复合混沌序列的图像加密方法

针对低维度混沌系统的密钥空间小、加密系统安全性较低的不足。提出一种由sine混沌改变均匀分布logistic混沌排列次序形成复合混沌序列的图像加密方法。首先,产生服从均匀分布的logistic混沌序列,用sine混沌序列重排该序列整数化后的重复部分,以此无重复数值的复合混沌序列进行像素位置置乱;之后,由于仅进行位置置乱不能改变图像的灰度统计直方图特征,用sine混沌重排整个logistic混沌序列形成复合混沌序列,以此进行像素扩散完成图像加密。对方法安全性从密钥空间、密钥敏感性、差分分析、统计直方图、相邻像素相关性、信息熵方面进行了测量。实验结果表明该方法密钥空间大、敏感性高,能有效地抵抗穷举分析、差分分析和统计分析。     

基于多维混沌系统组合的图像加密新算法

提出了基于多维混沌系统同时对图像像素位置置乱和像素值加密的新算法。利用广义Arnold映射对图像像素位置进行置乱；利用三维Liu混沌系统产生的混沌序列得到整数密钥序列，对置乱图像像素值逐个进行加密。实验表明这种加密算法具有密钥空间大、安全性高的优越性，加密图像像素值具有类随机均匀分布特性，相邻像素具有零相关特性。     

基于混沌序列的彩色图像量子加密方案

论文提出了一种基于混沌序列的量子图像加密方案.首先,将经典图像转换为FRQI量子图像,然后,采用三种混沌序列和受控旋转门使每个颜色比特随机旋转,完成位置置乱和灰度值置乱,进而得到加密后的图像.解密时首先根据秘钥生成混沌序列并对混沌序列取反,然后使每个颜色比特按照混沌序列指定的角度旋转即可.该方法加密后的直方图呈均匀分布,且秘钥空间大,抗攻击能力强.经典计算机上的仿真结果表明该方法有较好的安全性.     

动态混沌蚁群系统及其在机器人路径规划中的应用

针对蚁群系统（ACS）解决机器人路径规划问题时种群多样性与收敛速度的不足,对蚁群系统引入动态混沌算子,从而平衡种群多样性和收敛速度之间的关系。动态混沌蚁群系统的核心是在传统蚁群系统引入Logistic混沌算子来增加种群多样性,从而提高解的质量。在迭代前期加入混沌算子,以调整路径中的全局信息素值,增加算法的种群多样性,从而避免算法陷入局域优化解;在后期则转为蚁群系统,来确保动态混沌蚁群系统的收敛速度。仿真结果表明,对于机器人路径规划问题,与蚁群系统相比,动态混沌蚁群系统具有更好的种群多样性、更高的解的质量和更快的收敛速度;与精英蚁群系统（EAS）和基于排序的蚂蚁系统（ASrank）相比,动态混沌蚁群系统能够平衡解的质量与收敛速度之间的关系,即使在复杂障碍物的环境下,动态混沌蚁群系统也能较好地找到最优解。动态混沌蚁群系统能够提升移动机器人路径规划中的效率。     

基于分支切换并嵌套的混沌系统的超宽带信号设计分析

在混沌超宽带信号中使用高维复杂混沌系统可以增强信号的安全性,但是降低了混沌系统的易实现性。针对混沌超宽带中所用的混沌系统的复杂性与易实现性的矛盾,利用两种易实现的一维混沌映射基于混沌分支切换并嵌套的方式设计了一种低维易实现的混沌系统,采用Lyapunov指数分析验证了这种系统在较宽的参数范围内具有混沌性。分析表明这种系统所产生的信号无法反映确定的映射关系,不仅增强了混沌信号的复杂度,而且系统又不失易实现性。分析也表明这种混沌信号也具有良好的相关性,因此将这种混沌系统用来设计产生更加安全的混沌跳时超宽带信号。通过对这种混沌超宽带信号与一般的伪随机序列跳时超宽带信号的功率谱对比分析,它所包含的能够对其他传输系统产生干扰的强度较大的离散谱数量更少,故这种混沌超宽带信号将会具有更加广泛的应用领域。     

Functional link artificial neural network applied to active noise control of a mixture of tonal and chaotic noise

Many practical noises emanating from rotating machines with blades generate a mixture of tonal and the chaotic noise. The tonal component is related to the rotational speed of the machine and the chaotic component is related to the interaction of the blades with air. An active noise controller (ANC) with either linear algorithm like filtered-X least mean square (FXLMS) or nonlinear control algorithm like functional link artificial neural network (FLANN) or Volterra filtered-X LMS (VFXLMS) algorithm shows sub-optimal performance when the complete noise is used as reference signal to a single controller. However, if the tonal and the chaotic noise components are separated and separately sent to individual controller with tonal to a linear controller and chaotic to a nonlinear controller, the noise canceling performance is improved. This type of controller is termed as hybrid controller. In this paper, the separation of tonal and the chaotic signal is done by an adaptive waveform synthesis method and the antinoise of tonal component is produced by another waveform synthesizer. The adaptively separated chaotic signal is fed to a nonlinear controller using FLANN or Volterra filter to generate the antinoise of the chaotic part of the noise. Since chaotic noise is a nonlinear deterministic noise, the proposed hybrid algorithm with FLANN based controller shows better performance compared to the recently proposed linear hybrid controller. A number of computer simulation results with single and multitone frequencies and different types of chaotic noise such as logistic and Henon map are presented in the paper. The proposed FLANN based hybrid algorithm was shown to be performing the best among many previously proposed algorithms for all these noise cases including recorded noise signal.     

混沌调频与相位编码信号混沌性分析

为探讨混沌的雷达波形适用性,着重研究分析不同混沌映射、不同调制方式下混沌调制雷达波形的混沌行为。介绍了混沌调频和混沌相位编码雷达信号模型,重点从数学上推导了混沌调制后雷达信号的混沌特性关系,认为调制后信号的混沌性不能从理论得到保证,信号的混沌性具有不确定性。为获取调制信号较好的自相关函数性能,在分析李亚普洛夫指数求取的基础上,进一步强化条件,给出了混沌保留的充分条件。应用四类离散混沌映射分别产生频率调制和二相编码混沌雷达信号,分析比较了各情况下信号的相关函数性能,从仿真角度验证了理论分析,指出Bernoulli映射具有最佳的混沌频率调制性能,而Congruent混沌映射不适合混沌相位编码信号使用。该分析方法对于实际工程中指导混沌雷达波形设计具有重要现实意义。     

基于脉冲耦合神经网络的混沌控制

根据脉冲耦合神经网络(PCNN)能产生混沌现象,研究了对配置混沌PCNN系统的李雅普诺夫指数使其稳定于期望点的方法。根据特定期望点的情况,按需要配置负的李雅普诺夫指数,产生不同的控制序列来改变混沌PCNN系统,达到稳定控制的要求。仿真和实验结果证明了该算法的有效性,实现了混沌PCNN系统从混沌状态到稳定期望点的控制。     

带扰动的混沌神经网络的研究

为了研究混沌神经网络的抗扰动能力,在Chen’s混沌神经网络中引入了三角函数扰动项,研究了带扰动的Chen’s混沌神经元模型,给出了该混沌神经元的倒分岔图和Lyapunov指数图,分析了其动力学特性。基于该混沌神经元模型,构造了带扰动的Chen’s混沌神经网络,并将其应用于函数优化和旅行商问题（TSP）。仿真结果表明：Chen’s混沌神经网络有一定的抗扰动能力。     

Hybrid parallel chaos optimization algorithm with harmony search algorithm

The application of chaotic sequences can be an interesting alternative to provide search diversity in an optimization procedure, named chaos optimization algorithm (COA). Since the chaotic motion is pseudo-randomness and chaotic sequences are sensitive to the initial conditions, the search ability of COA is usually effected by the starting values. Considering this weakness, parallel chaos optimization algorithm (PCOA) is studied in this paper. To obtain optimum solution accurately, harmony search algorithm (HSA) is integrated with PCOA to form a novel hybrid algorithm. Different chaotic maps are compared and the impacts of parallel parameter on the hybrid algorithm are discussed. Several simulation results are used to show the effective performance of the proposed hybrid algorithm.     

混沌振子实现微弱周期小信号的检测

通过对混沌振子Duffing方程及其检测原理的介绍,发现混沌振子对周期小信号具有敏感特性,能够在强噪声环境下实现对微弱周期小信号的检测。Matlab实验仿真和分析证明了采用混沌振子Duffing检测微弱周期小信号的可行性。     

帐篷混沌序列稀疏测量矩阵构造

测量矩阵的构造是压缩感知(CS)中重要的研究内容之一.利用混沌系统伪随机性、遍历性的特点,提出了一种基于帐篷混沌序列构造确定性稀疏随机矩阵的方法.对混沌系统生成的确定性序列进行了间隔采样,采样后的序列满足统计独立性,然后通过符号函数映射,生成了具有稀疏性质的伪随机序列,进而构造出混沌稀疏测量矩阵.仿真实验表明:该方法构造出的混沌稀疏测量矩阵与高斯随机矩阵、稀疏随机矩阵及Bernoulli随机矩阵相比,具有类似的重构性能.混沌系统参数与初值固定时,构造的混沌稀疏测量矩阵是确定的,计算复杂度小且硬件上容易实现.     

混沌子载波调制的无人机安全数据链路

电子与通信等技术的快速发展使得以此为技术支撑的无人机得到了学术界与工业界的广泛关注。为了适应日益复杂的任务和应用领域,无人机安全数据链路成为推进无人机发展的重要因素。围绕无人机数据链路的安全问题,文中首先讨论了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术的高频谱利用率、抗多径衰落能力等一系列优点,并阐述了其在无人机数据链路中的应用;然后,结合混沌系统具有的长期不可预测特性,提出了一种混沌子载波调制(Chaotic Sub-Carrier Modulation,CSCM)方案,其利用量化分组的混沌序列完成对数据的混沌串并转换及混沌扰乱过程,进而实现无人机数据的加密传输和数据来源可靠性的判断;最后,采用MATLAB对所提方案进行仿真,验证了该方案的可行性和有效性。