基于混沌系统的彩色图像加密新方案研究

为发掘网络传递和图像加密的潜在价值,主要针对基于混沌系统的彩色图像加密新方案研究进行简单分析和探讨。     

基于一类离散混沌系统的加密技术研究

针对一维离散混沌加密系统密钥空间小、安全性能差等缺点,提出了一种基于连续混沌系统通过最小二乘法构造离散混沌系统的方法,改进了加(解)密实数混沌序列映射为加(解)密因子序列的位序列方法.实验研究表明,本文提出的离散混沌系统加密技术既保留了一维离散混沌系统加密、解密效率高的特点又进一步提高了加密系统抗破译的能力.     

混沌系统的对偶同步及其在信号传输中的应用

把误差反馈和参数自适应调节相结合，根据同步误差情况对信道噪声进行补偿，实现了两个完全独立的连续超混沌系统的对偶同步，以Lonenz 系统的Roessler系统为例在理想和噪声环境中进行仿真，对偶同步效果良好，在此基础上，利用参数调制思想，结合参数估计，实现了多路信息传输。     

混沌同步控制策略构造方法研究

水下辐射噪声中的低频线谱是影响潜艇声隐身性能的主要因素,线谱混沌化控制技术通过处于混沌状态的非线性隔振系统将低频线谱转换为宽频混沌谱,可以实现频谱重构并降低线谱强度。前期研究表明,利用广义混沌同步方法可以实现变工况下隔振系统的持续混沌化,在某些情况下还能显著减小振幅,为线谱混沌化控制理论提供了新思路。然而,目前要利用广义混沌同步产生小振幅的持续混沌运动,只能通过"试错"来选择合适的混沌同步控制策略,还没有形成系统的方法。为此,提出了一种混沌同步控制策略构造方法。结合耦合Duffing隔振系统对该构造方法进行验证和说明,并将该方法应用于两自由度非线性隔振系统。     

5种新混沌弱信号检测系统设计

为了进一步改进混沌弱信号检测系统的性能,设计了5种新的高灵敏度复合混沌弱信号检测系统,并选择其中一种与目前广泛使用的Duffing混沌弱信号检测系统进行了对比分析,结果显示新复合混沌系统可以克服Duffing混沌弱信号检测系统出现的3个难题:被检测信号消失后混沌状态无法快速自动回复、大周期状态不稳定以及混沌状态和大周期状态难以区分。通过使用Jacobian矩阵和特征方程的分析,显示了新复合混沌系统比Duffing混沌系统更为有效。与传统弱信号检测方法相比,新复合混沌系统电路简单、具有更低的信噪比和检测信号门限。理论分析和实验显示了新复合混沌系统的特性。     

基于混沌系统的图像加密的研究与实现

由于混沌系统对初始条件和参数的极端敏感性以及产生混沌序列的非周期和伪随机性等特性,近年来在图像加密中的研究与应用越来越广泛。本文首先介绍了图像加密的国内外发展状况及前景,然后总结了混沌系统加密方案,最后提出了一种DES算法和混沌系统相结合的复合加密算法并通过数值仿真实验进行了安全性分析。     

一个具有多翼吸引子的四维多稳态超混沌系统

构造了一个只有一个平衡点的四维超混沌系统,此系统表现出丰富的多稳态特性,亦具有多翼吸引子。数值分析了系统的动力学特性,仿真了系统的模拟电路和数字电路,探讨了系统的动态复杂度,测试了系统超混沌序列的随机性。分析结果表明,在多组参数值下,系统均存在不同类型的吸引子共存,譬如:两个周期吸引共存,周期与拟周期吸引子共存,双翼混沌与超混沌吸引子共存,两个双翼混沌吸引子共存,双翼与四翼混沌吸引子共存,两个双翼超混沌吸引子共存,两个双翼拟周期吸引子共存,两个双翼超混沌、四翼混沌、四翼超混沌等四个吸引子共存。系统的数字电路和模拟电路的仿真结果均与数值分析结果一致,表明了系统的可实现性。另外,在混沌和超混沌状态下系统复杂度高,且超混沌序列通过了SP800-22 Revla的15项随机测试。     

基于超混沌的三层量子图像加密算法研究

具有高效运算能力的量子计算机的提出使得基于经典计算机的图像加密算法安全性大大降低,如何将图像转移到量子计算机表示并进行加密传输是一个难点。针对这一问题,设计了基于NEQR模型的3层量子图像加密算法。首先,利用希尔伯特(Hilbert)矩阵实现量子块级置乱;然后,利用超Lorenz混沌系统生成的随机序列,打乱量子像素中的位顺序,实现位级置乱;最后,利用量子随机图像对原始量子图像进行CNOT操作并进行位本身CNOT操作,实现位级扩散,得到最后的加密图像。实验结果表明,加密图像的相关系数较低,加密算法的密钥空间大,加密图像的像素改变率、归一化平均变化强度和熵值接近理论值,具有良好的安全性和可行性。     

基于变参混沌的异位异或图像加密算法

目的 解决混沌序列的混沌性能退化,加密算法不能较好地抵御选择明文攻击等问题。方法 提出一种基于变参混沌系统,采用密文反馈的方式,对明文块依次加密的图像加密算法,并在扩散部分摒弃常规的按位异或扩散方式,提出一种按块异位异或算法。结果 对算法进行仿真的结果表明,文中算法对密钥敏感,测试对象的NPCR值分别为99.59%,99.61%,99.61%,UACI值分别为33．44%,33.46%,33.45%,信息熵分别为7.9872,7.9989,7.9977,相较于其他类似算法,文中算法的综合效果更好,密钥空间为(1016)6+1014×9。结论 密文对明文敏感,能抵抗选择明文攻击,该算法不仅有效解决了问题,还具有较高的安全性能。     

新非光滑离散混沌系统压缩与脉冲控制

通过理论分析和数值试验,研究了由连续帐篷微分方程离散化所得新非光滑离散混沌系统在参数小于1时的动力学性质,设计了压缩反馈控制和非线性脉冲反馈控制两种混沌控制方案.结果表明:该系统在参数小于2时具有不同于倍周期分岔机制的混沌突发现象.设计的控制器能把该系统由混沌态稳定到1,2,4,5,6,8,10,12等周期态.控制器的可行性、有效性及鲁棒性通过数值试验得到证实.     

一类新离散混沌系统的前馈控制方法

用离散混沌系统状态变量的前向演化偏差设计了一个新控制器,对混沌吸引子中不稳定低周期轨道进行闭环稳定化控制.用非线性系统稳定性理论,证明了受控系统在原系统不稳定不动点处的稳定性系数的绝对值小于1.通过对一类新离散混沌系统的数值仿真,证实了本文提出的闭环前馈控制方法的有效性与鲁棒性.     

混沌测量中的参数估计与噪声过滤

研究了利用符号序列分析来提高参数式混沌测量精度的方法。采用一种新的圆映射电路来设计测量系统,按照符号动力学方法给出了符号划分规则以及基于逻辑判断的符号获取方法,定义了符号序列空间的距离公式。先用固定初值的方法进行初步测量,再利用后续符号序列的Markov符号状态转移概率优化对被测参量作精确的估计。以下阈值频率作为被测参量进行了仿真实验研究。结果显示,符号分析法能够有效地抑制噪声、提高测量精度。     

Liu-cos混沌系统在声波弱信号检测中的应用

针对混沌三维弱信号检测系统的特点,设计了一种傅里叶变换和李雅普诺夫算法相结合的收敛性判别算法,证明了三维Liu-cos混沌系统对于声波弱信号检测具有广域性并且当输入声波信号幅值大于临界阈值时,系统变量x输出平衡于输入的周期摄动力信号, 系统变量y和z的输出收敛于零,临界阈值具有唯一性。解决了传统Duffing混沌系统应用于声波弱信号检测时,系统变量x和y输出不收敛、只能进入窄域检测等问题。构造了Duffing混沌系统和三维Liu-cos混沌系统的实际声波检测实验,分析了混沌系统在实际声波检测过程中的性能。     

空间有源消声中阻抗控制方案与实现

论述了以声源电声阻抗作为有源消声控制准则的可能性以及实施方案。提出利用交流电桥测量阻抗的方法,分析了阻抗控制方案。给出了两种消声状态下桥路输出电压。研究了桥路输出与初级源强度的变化关系,在半消声室进行了实验验证。     

灰色系统理论在质控图数据分析中的应用

文章基于灰色系统理论,结合动态不确定度评定的方法,通过系统误差的判别、标准差的计算、动态不确定的模型的建立,为质控图分析及动态不确定度的评定提供新的思路和方法.     

一种新型量化混沌序列的统计特性研究

提出了一种多值量化器，并对一维无限折叠混沌映射所产生的多值量化序列的统计特性与混沌映射和量化器参数的关系进行了研究。理论分析和统计检验表明，选择适当的参数可使量化序列接近于独立同分布序列。该多值序列发生器还具有结构简单、实现效率高等优点。因此，它可用于产生混沌扩谱序列和混沌密钥流序列。     

液体质量控制中的动态误差分析及应用

本文对生产过程中液体流量质量控制的动态控制误差进行了分析,并设计了一种利用慢进值和提前量来减小误差的控制系统,实践证明,该系统对生产过程中的自动投料控制精确,对化工或医药企业中的精确配比投料有很强的实用性。     

中央空调系统的局部调节和自控系统

在中央空调系统的设计中，经常要考虑整个系统运行的经济性，这也就决定了在每个供风空间内，根据室内负荷进行合理地能量匹配具有一定的现实意义。本文征对室内供风系统的自控系统进行一些分析和优化。     

滚筒造粒系统的动态矩阵控制研究

将滚筒造粒过程简化为一个双输入双输出系统,建立系统的传递函数矩阵模型;针对造粒过程多变量、大滞后的特性,提出利用动态矩阵控制算法实现自动化控制;给出工艺过程操作方案,利用MATLAB软件中的模型预测控制工具箱进行动态矩阵控制算法的参数设计和仿真。结果表明,该方法能够根据给定的输出变量设定轨迹,协调多个操作变量,使得系统输出有效跟踪设定值。