一种新的离散混沌同步保密通信方案

系统地分析了一种新的TD ERCS离散混沌系统产生的伪随机序列的复杂性,仿真验证了TD-ERCS离散系统是复杂性稳定的全域性离散混沌系统。在此基础上,提出基于TD-ERCS离散系统构造伪随机序列的双信道保密通信方案。在该方案中,发送端利用混沌驱动器产生混沌密钥和遮掩信号,基于混沌的伪随机序列发生器(CPRNG)将驱动离散系统产生的混沌序列转化为加密密钥序列,并对信息信号先加密再遮掩。获得加密信号后使用一个信道传输,利用另一信道传输系统同步的单变量同步信号。理论分析和数值实验验证了该方案在密钥安全性和算法复杂性方面性能良好,且易于软件实现。     

基于混沌导频信号同步控制的混沌保密通信

分析了现有混沌掩盖保密通信存在的问题,给出了混沌同步控制信号与混沌调制信号相分离的混沌保密通信新方法.新方法采用混沌导频信号独立完成通信收发两端的混沌系统同步控制,较好地解决了原有混沌通信系统中已调信号既实现同步控制又承载信息信号所引起的信息信号须远小于混沌调制信号和抗噪声性能差的问题.构建了采用Sprott系统I为混沌模型的混沌通信新方案仿真电路.仿真实验表明:通信收发两端混沌同步控制实现方式更灵活、混沌同步更精确、信息信号大小不再受混沌信号影响、抗噪声性能更强.同时,混沌调制信号和混沌同步控制信号分开也有助于这两方面技术独立地研究与发展,有利于构建性能更好的混沌保密通信系统.     

基于多涡卷混沌系统的数字保密通信方案

为增强传统的混沌保密通信系统抗干扰能力和提高其保密性,提出了一种基于多涡卷混沌系统同步的数字保密通信方案.在该加密方案中,利用多涡卷混沌系统的特点来构造流密码.数值模拟结果表明:该保密通信系统具有很高的抗差函数攻击能力,在同步信号被干扰时,保密通信系统具有一定的抗误码率.     

异结构CNN混沌系统同步及其在保密通信中的应用

传统的信号加密方法由于密钥少而极易受到攻击被破坏,混沌系统的良好伪随机性及丰富的系统参数弥补了传统加密的不足,而时滞混沌系统的复杂动力学空间特性使其非常适用于信号加密,利用时滞混沌系统的同步控制可实现理想的保密通信.细胞神经网络比普通的混沌系统具有更复杂的系统结构和更高的系统维数,采用具有不同结构的细胞神经网络混沌系统分别作为同步系统的驱动和响应,通过求得驱动与响应之间的误差系统并将它代入一个合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,对该泛函进行稳定性分析,设计出一个有效的同步控制器.数值仿真实验验证了其有效性,利用该同步系统进行信号与数字图像保密通信,获得了较理想的加解密效果.     

基于FPGA和PSoC的混沌音频加解密系统

针对软件加解密易被攻击、硬件加解密开发难度大的问题,提出了一种基于FPGA和PSoC的混沌保密通信的硬件实现方案。该方案采用线性反馈移位寄存器(LFSR)产生混沌伪随机序列,利用PSoC完成模/数、数/模转换,并采用FPGA实现了混沌伪随机序列产生、同步控制及音频信号加解密等功能。介绍了混沌伪随机序列的产生方法和加解密原理,并给出了系统设计思想和实现方案。测试证明,该系统实现了混沌音频加解密功能,对混沌保密通信领域的应用开发具有一定的参考价值。     

统一混沌系统的混沌观测器同步控制及其应用

根据连续时间混沌系统可由单变量及其导数重构相空间的原理,采用混沌观测器同步方法.研究了统一混沌系统的同步控制问题.基于连续系统的稳定性准则,提出了统一混沌系统的混沌观测器同步定理.将该同步方法应用于保密通信,设计了基于时分复用的混沌掩盖保密通信新方案,并对该方案的保密性能进行了分析.基于MATLAB的数值仿真结果证明了同步控制方法和保密通信方案的有效性.     

一个新的图像保密通信系统设计方案

提出了一种新型的图像保密通信技术。利用混沌序列对初值敏感性、伪随机性等特点,在发送端,将图像信息首先经过常规加密技术DES加密,然后再经过混沌序列进行二次加密。接收端对收到的信号进行相应的图像解密,恢复出原始图像。这样,可实现对图像的DES与混沌序列的级联加密,发挥它们各自的优点,使图像保密通信的安全性得到提高。计算机仿真结果表明该方案的有效性。     

混沌加密与常规加密复合的图像保密通信系统

提出了一种新型的图像保密通信技术。利用混沌序列对初值敏感性、伪随机性的特点,在发送端,将图像信息用混沌序列加密。再通过常规加密技术DES进行二次加密。接收端对收到的信号进行相应的图像解密,恢复出原始图像。这样,可实现对图像的混沌序列与DES的级联加密,发挥它们各自的优点,使保密通信的安全性得到提高。计算机仿真结果表明该方案的有效性。     

一种新的图像保密通信系统设计

提出了一种新型的图像保密通信技术,利用混沌序列对初值敏感性、伪随机性的特点,在发送端采用了Logistic映射序列对图像像素值置乱加密和Arnold变换对像素位置置乱加密相结合的方法,进行二次加密.接收端对收到的信号进行相应的图像解密,恢复出原始图像,实现对图像复合和串接加密,发挥各自的优点,使其通信系统具有恢复精度和保密度高、破译难度大、执行速度快的特点,以提高保密通信的安全性.计算机仿真结果表明该方案的有效性.     

基于多级混沌同步理论的保密通信

提出了一种多级混沌同步保密通信系统实现方案。在发射端，混沌信号首先与有用信号进行合成，然后将合成的混沌信号作用于另一个混沌系统，进而得到调制后的传输信号；在接收端，信道传输的混沌信号经过与发射端结构相同的混沌系统二级解调后恢复出有用信号。研究结果表明，这种多级混沌同步保密通信系统比原同步掩蔽通信系统具有更好的安全特性和更高的有效带宽，而且实现简单。     

基于状态观测器的混沌同步保密通信

基于状态观测器方法和Routh-Hurwitz判据,设计一类混沌系统的同步和保密通信的简单有效的方案,并分析系统的稳定性。通过设计状态观测器,使2个混沌系统保持同步,从而实现加密信号的再现。仿真结果表明,该方法在混沌同步及保密通信中具有同步速度快、系统精度高等优良性能。     

基于超混沌Lorenz系统同步控制的保密通信

借鉴Lyapunov稳定性理论,通过对系统的某一状态施加线性牵制控制,实现超混沌Lorenz系统的同步,并将超混沌同步技术用于保密通信。在发送端,将有用信号调制到混沌参数中,使其完全融入混沌系统,提高通信的安全性,在接收端,利用设计合理的滤波器解调出有用信号。仿真结果表明,设计的系统同步性良好,解调信号逼近于有用信号。     

参数不确定的混沌同步及在保密通信中的应用

针对参数不确定的Chen混沌系统的同步控制和在保密通信中的应用进行了仿真研究.采用参数自适应控制策略对系统中不确定的参数进行辩识,并且基于Lyapunov稳定理论,设计出一种非线性反馈控制器,实现了性能良好的混沌同步,进而用混沌掩盖的方法将该同步方法应用于保密通信.仿真结果表明可以实现单调快速同步,能较快辩识未知参数,应用于保密通信可以达到掩盖有用信号的目的,并且可以无失真的恢复有用信号.     

在线混沌图像保密通信研究

本文利用像素值替代和图像位置置乱相结合的方法进行图像信息的加解密,设计并实现了一个网络在线混沌图像保密通信系统,具有保密性和实时性。系统采用Lorenz和Logistic混沌系统,通过密钥同步方案,信息被实时加密后经TCP协议传输;由于混沌映射的初值敏感性和伪随机特性,传输的信息很难被破译,具有较强的保密性。本文对系统的实现方法进行了研究,通信结果表明该系统具有较好的保密性和实用性。     

Chen混沌系统的滑模同步控制方法

设计一种滑模控制器,用于实现2个相同Chen混沌系统的同步。根据主从Chen混沌系统满足Lyapunov稳定性理论的条件,设计滑模控制器,使用混沌掩盖的方法将其应用于保密通信中,以掩盖和无失真地恢复有用信号。实验结果表明,该方法具有较好的鲁棒性和较高的安全性。     

基于混沌无振荡同步的保密系统

根据混沌系统无振荡同步提出一种基于混沌无振荡同步的保密系统，这种混沌系统具有快速同步性，设计时可以控制其同步时间。在加密／解密过程中，加密／解密系统一旦发生干扰，可以在设计的同步时间内达到同步，此外，该文的加密方案中传输信号不仅包括加密信号，还包括同步信号，这就避免相空间重构攻击，由于这种保密通信系统采用离散恒定系统，所以可和传统的数字加密方法进行组合，产生一种新的密码组合结构。     

LMI-based fuzzy chaotic synchronization and communications

Addresses synthesis approaches for signal synchronization and secure communications of chaotic systems by using fuzzy system design methods based on linear matrix inequalities (LMIs). By introducing a fuzzy modeling methodology, many well-known continuous and discrete chaotic systems can be exactly represented by Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy models with only one premise variable. Following the general form of fuzzy chaotic models, the structure of the response system is first proposed. Then, according to the applications of synchronization to the fuzzy models that have common bias terms or the same premise variable of drive and response systems, the driving signals are developed with four different types: fuzzy, character, crisp, and predictive driving signals. Synthesizing from the observer and controller points of view, all types of drive-response systems achieve asymptotic synchronization. For chaotic communications, the asymptotical recovering of messages is ensured by the same framework. It is found that many well-known chaotic systems can achieve their applications on asymptotical synchronization and recovering messages in secure communication by using either one type of driving signals or all. Several numerical simulations are shown with expected satisfactory performance     

统一混沌系统同步控制及在保密通信中的应用

基于线性反馈同步的理论, 实现了统一混沌系统的线性反馈同步的控制, 并将该混沌同步方式应用于混沌参数调制的保密通信系统中。在系统的发送端利用发送的信息信号调制混沌系统的参数, 将信息信号隐藏在混沌信号中, 在系统的接收端利用混沌同步信号提取出相应的混沌系统参数, 进而恢复出所传输的信息信号。仿真结果表明其同步时间短, 在保密通信系统的接收端恢复出信息信号非常逼近发送的信息信号, 具有较强的保密性和实用性。     

Synthesis of fuzzy model-based designs to synchronization andsecure communications for chaotic systems

This paper presents synthesis approaches for synchronization and secure communications of chaotic systems by using fuzzy model-based design methods. Many well-known continuous and discrete chaotic systems can be exactly represented by T-S fuzzy models with only one premise variable. According to the applications on synchronization and signal modulation, the general fuzzy models may have either i) common bias terms; or ii) the same premise variable and driving signal. Then we propose two types of driving signals, namely, fuzzy driving signal and crisp driving signal, to deal with the asymptotical synchronization and secure communication problems for cases i) and ii), respectively. Based on these driving signals, the solutions are found by solving LMI problems. It is worthy to note that many well-known chaotic systems, such as Duffing system, Chua's circuit. Rassler's system, Lorenz system, Henon map, and Lozi map can achieve their applications on asymptotical synchronization and recovering messages in secure communication by using either the fuzzy driving signal or the crisp driving signal. Finally, several numerical simulations are shown to verify the results.