基于多涡卷系统的多进制数字混沌键控方式

多涡卷混沌吸引子的主要特点是具有复杂的混沌动力学行为和多个螺旋密钥参数，可在保密通信中获得应用。在研究其产生机理的基础上，进一步提出了用多涡卷混沌系统实现多进制数字混沌键控(MDCSK)的一种方案。其工作原理是，在发送端，用多进制数字信号对多涡卷混沌吸引子的多个斜率值进行数字调制，从而产生多进制混沌键控信号。在接收端，根据驱动-响应式同步和相关解调原理恢复出原来的多进制数字信号。与二进制混沌键控(CSK)相比，多进制数字混沌键控(MDCSK)方式能体现出利用多个螺旋密钥参数来加密多进制数字信号这一主要优点。通过该方案的理论分析和计算机模拟结果，证实了这一方法的有效性。     

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.     

基于网格状多涡卷蔡氏混沌系统的数字水印

基于网格状多涡卷蔡氏混沌系统和离散余弦变换(DCT)理论,提出一种改进的数字水印算法。采用网格状多涡卷蔡氏混沌系统生成的混沌序列作为密钥,增强算法的安全性;利用网格状多涡卷混沌系统复杂的混沌动力学行为,弥补低维混沌系统用于数字水印时密钥空间过小的缺陷。实验结果表明,该方案在抗几何攻击、抗裁剪和密钥空间抗穷举攻击方面具有较好的特性。     

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。     

混沌系统的间歇控制及其在保密通信中的应用*

基于连续控制方法的混沌保密通信方案很容易被跟踪或者复制,大大限制了混沌在保密通信中的应用.采用不连续的周期间歇控制方法研究了混沌系统的同步和在保密通信中的应用问题;证明了在适当的控制条件下两个耦合的混沌系统达到精确同步,并给出一组设置控制周期和控制宽度的充分条件,数值模拟验证了理论结果的有效性.该不连续的控制方法可应用到混沌保密通信中,增加通信的保密性能.     

一种改进的多级混沌加密系统

1 引言由于混沌信号具有高度的类随机特性和不可预测性,因此近年来混沌理论及其在保密通信、信息安全中的应用研究日益得到人们的广泛重视。我们知道通信中的同步是至关重要的。而关于混沌系统的同步,早在90年代初,L.M.Pecora和T.L.Carroll就在《物理学评论通信》(Physical Review Letters)上发表了题为“混沌系统中的同步”的研究报告,报道了他们在混沌同步方面所取得的具有里程碑意义的贡献。在这之后很多混沌保密通信方案几乎都是基于同步而获得的。文[2]采用同步混沌系统研究了一种新的混沌掩盖通信方案,它分为同步和信息传递两个阶段,同步阶段负责系统的同步,而传递阶段则只负责传递信息。文[3]研究了关于在驱动-响应混沌系统中通过只传递一个标量信号来实现自适应同步问题。文[4]提出了一种基于密码学的异构混沌系统,使用传统的同步方案实现了数字信号的保密通信。     

基于耦合映像格子的时空混沌同步保密通信研究

以耦合映像格子为模型,分析时空混沌系统行为发展特性,提出一种APD方法的扩展方法-单向耦合同步方法,实现了对两个时空混沌系统的同步控制.通过计算最大Lyapunov指数,进行耦合强度的阈值选择,并将该方法应用于数字图像保密通信.仿真结果表明,单向耦合驱动时空混沌同步方案简单易行,具有较强的保密性和抗噪能力.     

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.     

基于状态观测器的超混沌保密通信系统的设计

为了解决保密通信的问题,在研究混沌同步的基础上,设计一种基于状态观测器的超混沌保密通信系统。混沌系统采用超混沌Liu系统作为基础模型,有效地提高系统的保密性;通过对n×n阶矩阵是否满秩求解,完成对2个超混沌系统能否达到同步的判定,避免计算高维系统的Lyapunov指数,具有广泛的适用性;混沌系统选择en(t)=y2+(1+x2)p(t)作为加密函数,保证该保密通信方案的灵活性。实验表明,本文设计的超混沌保密通信系统,具有比较高的安全性、广泛的适应性、能够支持一定的动态调整等特点。     

参数扰动下的混沌同步控制及其保密通信方案

研究了变参数混沌系统的同步控制问题及其保密通信方案设计.主要创新点可归结如下:第一,提出了利用混沌系统状态变量来构造变参数系统参数扰动项的思想,研究了混沌系统参数在另一组混沌序列持续扰动下的同步控制问题.混沌系统对参数具有敏感依赖性,当混沌系统的参数被另一组混沌序列持续扰动时,系统将产生更加难以预测的混沌行为.第二,对加密后的信息信号再进行一次非线性叠来生成加密端与解密端之间的通信信号,而不是直接以加密信号作为通信信号,使得实际传输的通信信号具有更复杂的形式从而难以被破译.此外,该方案只需向接收系统发送一路信号,且同步控制器简单,实用性较强.数值模拟和理论分析表明该方案具有良好的通信、保密特性和较广的适用范围.     

An efficient impulsive noise cancellation scheme for power-line communication systems using ANFIS and chaotic interleaver

Impulsive noise is one of the main disturbances that damage the data transmission over power-line communication (PLC) systems. This paper presents an adaptive noise cancellation approach based on the adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and a chaotic interleaver, namely ANC-CI-ANFIS scheme for impulsive noise estimation and suppression from the OFDM PLC channel. The ANFIS is based on a hybrid learning algorithm to identify parameters of Sugeno-type fuzzy inference system. Accordingly, fuzzy membership function parameters are trained using a combination of both least-square and back propagation gradient descent algorithms to emulate a given training data set. Furthermore, transmitted data are managed with a chaotic interleaver to secure data transmission and give more robustness against impulsive bursts. Simulation results are carried out on an OFDM PLC transmission chain compatible with the HomePlug AV standard under different impulsive noise scenarios. The results demonstrated the scheme's ability to detect and remove the impulsive noise from the PLC channel while keeping a high security level by using the chaotic interleaver. The major advantage of this system is its ease of implementation and faster convergence rate.     

基于超混沌Lorenz系统的自适应异步抗噪声保密通信方案

针对非实时通信对安全性要求高且信道中存在噪声的问题,提出了基于超混沌掩盖调制的自适应异步抗噪声保密通信方案。通信原理是由超混沌Lorenz系统生成四个状态变量的伪随机向量,并通过信号增益将它们调整到同一区间;再由分段线性混沌映射（PWLCM）生成两个向量,用于在四个状态变量之间随机切换选取和确定动态时滞步长,以生成载体信号;然后将预编码后的二进制信息成对掩盖到载体信号中,添加高斯噪声后发送出去。实验结果分析发现最小信号增益和噪声系数的比值稳定在一个小区间[0.08,0.11]内,如果把该比值设置成某个大于该区间上限的值,则比特误码率可达到零,因此接收端可在噪声信道中接收并完美恢复出被掩盖信号。该方案利用超混沌系统的非线性动力学特性,能够在噪声信道中自适应实现异步保密通信,数值仿真验证了其有效性。     

Chaotic secure communication based on a gravitational search algorithm filter

A new chaotic secure communication scheme based on a gravitational search algorithm (GSA) filter is proposed. In this scheme, useful signals are delivered via an encoder, a chaotic transmitter, a GSA-based filter, a chaotic receiver, and a decoder. The security of such a communication system is promoted due to the unpredictable features of the chaotic map and the unknown encoding-modulation scheme. By using a GSA filter technique the resistance of the system to noise is enhanced. To verify the effectiveness of the proposed scheme, it is compared with the current state-of-the-art schemes in simulations. At the same time, comparisons with a genetic algorithm (GA) filter and a particle swarm optimization (PSO) filter are made. Numerical simulations confirm that the proposed method is better in estimating the states and information symbols, and has a lower bit error rate than other schemes.     

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。     

CNN超混沌同步保密通信系统的研究

常规的混沌同步保密通信系统一般是在理想状态下进行研究的,但实际上,混沌信号不可避免地受到各种噪声的干扰,这将直接影响保密通信的效果.将高斯白噪声加入到由细胞神经网络构造的超混沌同步保密通信信号系统,提出通过选择反馈矩阵的方法可将噪声的影响降至最低.且将已用混沌系统多个状态变量加密后的信号与连续信号进行相加和相乘,增加了传输信号的复杂性,提升了通信系统的安全性.     

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。     

Lag Synchronization of Unknown Chaotic Delayed Yang–Yang-Type Fuzzy Neural Networks With Noise Perturbation Based on Adaptive Control and Parameter Identification

This paper considers the lag synchronization (LS) issue of unknown coupled chaotic delayed Yang–Yang-type fuzzy neural networks (YYFCNN) with noise perturbation. Separate research work has been published on the stability of fuzzy neural network and LS issue of unknown coupled chaotic neural networks, as well as its application in secure communication. However, there have not been any studies that integrate the two. Motivated by the achievements from both fields, we explored the benefits of integrating fuzzy logic theories into the study of LS problems and applied the findings to secure communication. Based on adaptive feedback control techniques and suitable parameter identification, several sufficient conditions are developed to guarantee the LS of coupled chaotic delayed YYFCNN with or without noise perturbation. The problem studied in this paper is more general in many aspects. Various problems studied extensively in the literature can be treated as special cases of the findings of this paper, such as complete synchronization (CS), effect of fuzzy logic, and noise perturbation. This paper presents an illustrative example and uses simulated results of this example to show the feasibility and effectiveness of the proposed adaptive scheme. This research also demonstrates the effectiveness of application of the proposed adaptive feedback scheme in secure communication by comparing chaotic masking with fuzziness with some previous studies. Chaotic signal with fuzziness is more complex, which makes unmasking more difficult due to the added fuzzy logic.      

时滞混沌系统的同步与反同步及其在保密通信中的应用

根据Lyapunov稳定性理论结合线性矩阵不等式技巧,研究了一类时滞混沌神经网络的同步与反同步问题,设计了各自的状态反馈控制器,并从理论上实现了此类时滞混沌系统的同步与反同步。最后将此类混沌系统应用于保密通信,通过同步与反同步系统的切换,设计出具体的数字保密通信方案,数值仿真验证了该方法的有效性。     

变参数混沌同步保密通信方案设计

本文设计了基于Lorenz方程的变参数混沌同步保密通信方案，采用主动-被动 同步方式．提出同步误差放大、基波缩减的方法，获取对参数变化敏感、互相关性小的加密 变量．应用参数微扰技术建立变参数的Lorenz方程，使基于混沌同步的参数估计的方法不能 奏效．计算机仿真结果表明，方案的同步特性优良，参数敏感性得到显著提高；安全性分析 说明，方案能有效抵御基于相空间重构、噪声削减和基于混沌同步的参数估计的攻击，安全 性好．     

基于改进混沌扩频序列的多用户混沌扩频通信系统的研究与仿真

提出一种改进混沌扩频序列,并将其应用在多用户混沌扩频通信系统中,给出了多用户混沌扩频通信系统的理论推导和SIMULINK仿真模型。对该系统进行了详细的性能分析,包括信噪比、用户数、改进混沌扩频序列的分形参数和初始值等各自对系统误码率的影响,并比较了改进混沌扩频序列与传统混沌扩频序列的系统误码率随信噪比和用户数的变化情况。结果表明改进混沌扩频序列要好于传统混沌扩频序列的系统误码率,具有较好的抗噪声和抗多址干扰的能力。