四种数字混沌扩频序列的平衡性分析

探讨了Chebyshev、改进型Logistic、Logistic和Tent四种典型混沌映射的映射参数与平衡性之间的关系,得出了混沌序列新的映射参数取值范围,为混沌扩频码的产生提供了依据;并通过四种混沌序列的平衡性曲线图和映射参数对混沌扩频通信系统的误码率影响曲线图,验证了新取值范围的正确性。仿真和分析表明：Chebyshev映射的平衡性最好。     

一种新的混沌序列的产生及其性能分析

通过对混沌理论深入的研究分析,提出了一种新的混沌映射,并且给出了序列二进制化的方法.在此基础上,针对能体现混沌序列的几个重要特性对改进的混沌映射进行分析、实验,得出了此混沌映射相比Logistic映射具有较好的自/互相关特性、初值敏感性、平衡性、Lyapunov指数和线性复杂度的特性.这种映射产生简单、对硬件的要求不高,对混沌序列在加密通信中的应用具有很好的参考价值.     

混沌系统参数扰动方案及分析

对混沌系统施以扰动可以有效解决由于计算机有限精度效应导致的混沌系统动力学特性退化问题。基于区间映射中Cantor集的构造方法,提出一种数字混沌系统参数扰动方案,该方案将混沌系统每次迭代后得到的序列值等比例地扩散到压缩后的混沌状态参数取值区间上,从而达到扰动混沌序列的目的。实验仿真及分析表明,增加扰动后的混沌系统具有更好的混沌特性、更大的参数范围和更高的复杂度。     

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。     

分段线性超混沌系统的仿真研究

研究超混沌系统问题,针对改善混沌系统特性,基于三维混沌Lü系统引入一个分段线性状态反馈控制器.为提高超混沌系统的鲁棒性,提出了一个新四维分段线性超混沌系统.理论分析了系统的耗散性和平衡点的稳定性,利用数值分析方法,计算了新系统的Poincaré映射、Lyapunov指数谱、分岔图和相轨图.理论分析和仿真结果表明,新系统可在参数控制下运行于超混沌、混沌、拟周期和周期等不同轨道状态.与混沌Lü系统比较,分段线性状态反馈控制器使新系统产生的超混沌吸引子具有更为复杂的拓扑结构,即可以产生更高复杂度的混沌信号.此外,将Lü系统第3方程中的二次非线性项xy改造为y2项,可显著改善新系统超混沌信号的鲁棒性,提高了新系统在保密通信等新兴工程技术领域应用的可靠性.     

自编码和超混沌映射相结合的图像加密算法

为了提高图像加密结果的安全性,提出一种自编码、混沌和超混沌相结合的图像加密算法.该算法利用主控密钥确定改进的离散Henon映射参数,并经多次迭代产生图像大小的中间密钥矩阵;对其自归回编码和Logistic混沌映射扰动产生随机序列;与二维离散超混沌映射产生的随机序列经改进的三维Lorenz可逆映射相融合形成复合密钥序列;对图像像素采用一种新的二维可逆积运算操作实现正反向扩散加密产生密文图像.实验结果表明,文中算法具有良好的加密性能,能明显地抵抗差分和选择明文等攻击.     

可变区间混沌映射在图像加密中的应用研究

针对图像等多媒体信息的特点,提出一种结合了两种混沌映射,即基于区间数目参数化的混沌映射与标准映射的数字图像加密算法.通过基于区间数目参数化的混沌映射产生混沌实数序列,将其转化为加密需要的伪随机二值序列,然后用该伪随机序列和标准映射变换进行数字图像加密.最后从理论和数字仿真实验两方面对算法的安全性进行分析,仿真实验结果表明,该算法是一个具有较好的安全性能和抗攻击能力的混沌加密算法.     

四维超Jerk系统的分岔特性及同步控制研究

研究具有双翼混沌吸引子的四维超Jerk系统的分岔特性和混沌路径,并设计有效的自适应反馈控制器实现该系统的全局指数同步.通过相图、Poincaré映射图、分岔图和Lyapunov指数谱等揭示系统的混沌特性,并得到系统进入混沌的主要路径是逆倍周期分岔和大幅度的周期振荡.将高维分岔理论和扰动方法应用于该系统的动力学分析中,建立分岔点处参数之间的精确关系,进一步得出产生的周期轨道的稳定性及其近似解表达式.基于自适应同步理论,提出一种实现混沌系统完全同步的方案.数值模拟结果表明所提出机制的可行性和有效性.本文可为此类系统在混沌加密领域内的实际应用提供理论参考.     

时变参数超混沌系统的同步方法与实现

提出了一种利用混沌映射产生的密钥序列控制混沌系统参数的新算法,并应用于四阶Lorenz超混沌系统,使系统能在混沌与超混沌状态随机的切换,仿真实验结果表明,证实了该方法在极大提高系统保密性的同时仍能很好保持系统的鲁棒性,为混沌同步保密通信的实用化提供了一种新方法。     

实值n维混沌映射否定选择算法

针对传统的基于二进制的混沌否定选择算法在检测器生成阶段对混沌映射产生的混沌序列离散化生成的候选检测器,不利于知识和数据的分析,也会造成检测器集生成速度慢及检测效率低等问题,提出了基于实值的混沌否定选择算法.引入混沌理论,采用混沌特性更好的自映射构造n维混沌映射生成候选检测器中心点,改进了传统的检测器生成机制,更适合处理高维空间问题;对原有的V-detector算法进行了优化,通过定向移动与计算几何中心相结合的思想确定检测半径.旨在满足预期覆盖率条件下尽量使半径取值最大化,扩大检测器集的覆盖范围,减少检测器数量.实验结果表明,该算法提高了检测器集的生成速度和检测效率.     

一种新的混沌伪随机序列生成方法*

针对单混沌系统因计算机有限精度效应产生的混沌退化问题,提出了一种多级混沌映射交替变参数的伪随机序列产生方法。该方法基于一维Logistic映射和二维Henon映射,用交错变参的Logistic映射的混沌迭代值的汉明重量来控制Henon映射输出的混沌迭代分量。生成序列通过仿真表明,符合Golomb三个随机性公设要求及局部随机性统计检验要求,可作为密钥流序列应用到加密体制中。     

一种基于混沌序列的加密算法设计

加密是保证敏感信息安全的重要手段。该文设计了一种基于混沌序列的加密方法。该方法以非线性动力系统的Logistic映射为模型,采用线性同余法生成序列参与融合扰动,解决混沌有限精度问题。加密算法中,引入明文长度作为控制参数,控制混沌及线性同余的初始循环次数,使密钥流与要加密的明文相关,增加密钥流的复杂性和随机性,抵御混沌重构攻击,进一步增加安全性。实验结果表明,该算法能够得到令人满意的效果。     

一种基于混沌原理的采集分析系统设计

混沌系统的一个重要特性是初值敏感性和参数敏感性。初值敏感性是指混沌系统中初值的微小变化就会导致混沌轨道的很大变化。本系统反过来分析轨道的变化,便可测出输入数值的变化。先利用混沌充放电电路将输入模拟量采集成一组二进制序列,然后对其进行分析,得到输入量的准确估计值。本系统具有电路设计简单,成本低,分辨率高的特点。     

一种混沌流密码算法设计与实现

提出了一种基于Logistic混沌映射的流密码算法,该算法利用混沌本身所具有的随机特性,提出了一种新的对混沌系统扰动的方法。通过编码算法以及在混沌随机序列数字化的基础上引入一种新的非线性变换算法,以抵抗对混沌流密码系统的各种攻击。经统计测试和相关分析,密钥序列具有较高的线性复杂度和良好的密码学特性。整个加密系统的周期性大、灵活性好,加密模型还可以推广到其他混沌系统。     

复合非线性混沌系统伪随机数发生器产生算法

基于传统的特征多项式和寄存器设计的伪随机数发生器具有速度慢、生成代价高和周期短等缺点,通过非线性Logistic映射系统和分段映射描述了复合混沌系统的基本性质,设计了一种基于复合非线性混沌系统的伪随机数发生器的产生算法,基于此设计了新的复合混沌流密码的加密系统。理论和实验结果证明该伪随机数发生器产生的随机序列具有良好的密码学性能,产生密钥空间大,能有效抵御穷举和统计分析攻击。该复合系统具有安全性高、代价低和伪随机特性好的特点。     

基于混沌的序列密码加密算法

提出了基于Logistic映射的混沌序列密码加密加密算法和基于Lorenz 系统的混沌序列密码加密算法，给出了C语言程序的图像加密实例，基于Logistic映射的加密算法比基于Lorenz系统的加密算法具有更快的运算速度，但后者的安全性更高，研究表明，利用混沌系统产生序列密码是可行的，算法是安全的。     

基于Logistic映射的混沌流密码设计

混沌系统特有的一些优良属性较适合流密码的设计,比如混沌迭代序列对初始条件和控制参数的敏感性、伪随机性、混和性和确定性等。该文以Logistic映射为例说明了其主要特性和初值敏感性,并重点图示了在字节输出方式下和比特输出方式下,其离散分布和均匀分布的差异和改善。     

基于混沌序列的图像分块加密方法

为了提高图像的加密效果和加密效率,给出一种新的图像置乱加密算法。首先把一幅大的图像分解为适当大小的子块图像,给定适当的初始值和参数,以此作为密码生成混沌序列,再生成该混沌序列的主遍历矩阵,并以此矩阵对块进行置乱;然后再选择另一对初始值和参数生成混沌序列,并以该混沌序列的主遍历矩阵对每图像子块进行置乱加密。该算法的加密效果和加密速度明显优于Arnold、幻方等变换,该算法是一个有效的、实用的图像加密算法。     

基于混沌序列的图像分块加密方法

为了提高图像的加密效果和加密效率,给出一种新的图像置乱加密算法。首先把一幅大的图像分解为适当大小的子块图像,给定适当的初始值和参数,以此作为密码生成混沌序列,再生成该混沌序列的主遍历矩阵,并以此矩阵对块进行置乱;然后再选择另一对初始值和参数生成混沌序列,并以该混沌序列的主遍历矩阵对每图像子块进行置乱加密。该算法的加密效果和加密速度明显优于Arnold、幻方等变换,该算法是一个有效的、实用的图像加密算法。     

复合混沌映射在语音加密算法中的应用

利用Devaney的混沌理论,设计了一个复合混沌映射作为加密函数,并证明了对于有限小数的初值,其轨道是非周期性的。依此设计了一个加密算法,实现了对语音文件的加密。随后进行了仿真实验,并对结果进行了密钥敏感性分析、统计分析和明文密文的相关性分析。实验结果证明该体系具有良好的密码学性能,产生的密钥空间大,并且该密钥有很好的雪崩效应,能有效地抵御穷举和统计分析。