混沌同步及其在保密通信中的应用

简要综述了混沌同步及其在保密通信中应用研究的发展和现状,讨论了几个重要发展问题。     

混沌同步在保密通信中的应用

混沌理论是20世纪物理学最重大的发现之一。随着对混沌研究的不断深入,混沌保密通信成为现代通信技术中的前沿课题。混沌同步是混沌通信的关键问题,特别是近年来混沌系统的同步已经成为非线性复杂科学研究的重要内容。由于混沌信号具有非周期性、连续宽带功率谱和类噪声的特点,因此使其特别适应于保密通信领域。本文介绍了两种混沌掩盖保密通信系统的设计方案,并以Lorenz系统为例,根据这两种方案的设计原理,建立了Lorenz混沌掩盖保密通信系统。从安全度和保真度这两个方面对系统进行分析,为两种设计方案得出一些重要结论,也为混沌保密通信的实际应用提供了研究基础。     

激光耦合同步及其在光纤混沌保密通信中的应用

本文建立了光纤混沌保密通信耦合同步系统模型,实现了外部光注入分布反馈半导体激光器激光混沌在长距离光纤传输中的耦合同步,证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了这种传输的极限.该同步系统在长距离光纤混沌模拟和数字保密通信中的数值模拟表明,该系统确有较高的保密性能和反破译能力.光纤混沌保密通信是可以实现的.     

混沌电路同步及其在通信中的应用研究

混沌在实际系统中是很常见的，但直到最近工程人员大都把它作一种无用的东西并极力去避免它。本文给出了一个蔡氏电路系统在固有的混沌模式下实现同步的可能性。     

激光混沌耦合同步及其在保密通信中的应用

建立了外部光注入半导体激光器激光混沌耦合同步系统，导出了耦合条件下的激光扰动方程和激光同步扰动方程。成功模拟了外部光注入波长1．3lμm分布反馈半导体激光器的激光混沌耦合同步，其同步误差小且抗噪声干扰能力强。该同步系统在混沌模拟和数字保密通信中的数值模拟表明，无论是在时域还是在频域，信息都难以被分离，该系统确有较高的保密性能和反破译能力。     

基于线性状态观测器的混沌同步及其在保密通信中的应用

给出了一类基于线性状态观测器混沌或超混沌同步的方案，并将其应用到混沌保密通信中。对观测器的理论分析表明，该方案的同步误差收敛速率是由观测器的增益参数θ来决定的；θ越大，同步误差的收敛速率越快。最后通过对Roessler系统的仿真研究，验证了该方案的有效性。     

混沌神经网络及其在保密通信中的应用

具有高度复杂非线性动力学特性的混沌神经网络系统已成为近年来进行加密通信应用研究的热点课题。本文首先概括了混沌神经网络的一些主要理论模型及其非性动力学系统的特点和复杂性,并分析人们如何利用混沌神经网络的系统的这些复杂非线性特点,如混沌同步和混沌吸引子等,进行加密通信的基本算法原理,最后总结有关混沌神经网络及其加密通信应用中所需要进一步研究的一些课题。     

扰动下一类超混沌系统的同步及其在保密通信中的应用

本文基于状态观测器方法,在扰动存在的情况下,对一类超混沌系统的同步及其在保密通信中的应用问题进行了研究。研究表明,本文所给的方法克服了扰动对系统同步所造成的影响,使得系统保持着良好的同步。另外,本文考虑的超混沌系统,对保密通信系统有着较高的保密性,因此本文的方法在实际中更加可行。     

异结构系统混沌同步及其在保密通信中的应用

根据Lyapunov稳定性定理,利用Lyapunov直接法在响应系统中构造非线性函数,实现了2个不同混沌系统的完全同步,并证明了2个系统同步误差的零点稳定性,又利用基于Matlab的Similink技术进行数值仿真,并将同步的2个系统用于混沌遮掩与混沌参数调制保密通信中。仿真结果表明,该方法能容易地实现2个混沌系统同步,可将其用在基于混沌系统同步的保密通信中。     

混沌保密通信进展

讨论了现有主要的几种混沌同步的方法、原理及特点，给出了缩短混沌同步时间与参数选择的可行性方案，介绍了混沌保密通信的基本思想和各种应用方案，并做了简要分析，提出了系统实现双向通信的基本框图．     

一种新的混沌同步及保密通信方式

本文提出一种新的混沌同步及保密通信方式。在发送端，将信息信号与混沌载波的和经取模运算后再嵌入混沌动力系统的迭代之中以实现调制；在接收端，用一个相应的非动力学系统从接收信号中提取混沌载波并进而恢复信息信号。研究表明，该混沌同步方式具有较强的抗干扰能力并且实现容易；该保密通信系统保密性能良好。     

混沌语音实时保密通信研究

从实际网络通信平台出发,利用零动态可逆算法进行信息的加解密,同时提出混沌协议同步技术来保证通信双方的混沌信号严格同步,从而设计并实现了一个混沌语音保密通信系统,具有数据通信的实时性和保密性并举,最后给出了系统通信测试结果.     

统一混沌系统同步及其保密通信

文中研究了混沌系统的广义同步和基于状态观测器同步。利用这两种同步方法,研究了统一混沌系统同步。研究发现:同步后的响应系统能保持混沌状态。在基于状态观测器同步的基础上,提出了全双工保密混沌通信系统,理论分析和仿真实验证明了该通信方案的可行性。     

混沌系统的反馈同步及其在保密通讯中的应用

本文对Genesio混沌系统,进行线性输出反馈同步,并实现了混沌同步保密通讯.基于线性稳定性定理,给出了一个同步渐近稳定的充分条件及其同步稳定的反馈系数范围,保证了响应系统信息信号的准确恢复.并对同步通讯系统进行数值仿真,验证了方法的有效性.     

混沌同步新方法研究

从数字通信技术角度提出了混沌同步定义，指出混沌数字保密通信的应用研究重点是混沌严格同步技术。从网络通信协议的思路出发，在混沌脉冲同步的启发下，提出了一种新的混沌同步方法——混沌协议同步技术．并加以改进，从而解决了混沌数字保密通信的关键技术难题。最后构建了一个基于协议同步的网络混沌语音保密通信系统．验证了此方法的可行性。     

基于Liu混沌系统同步的图像保密通信研究

分析了Liu混沌系统的特性,讨论了一种观测器同步设计方法.首先对响应系统状态进行重构,然后通过极点配置方法,实现两个混沌系统的状态渐进同步,并通过数值仿真对理论分析加以验证.提出利用Liu混沌系统同步进行图像保密通信的方法,在发送端利用Liu混沌信号掩盖坐标变换后的数字图像信号,在接收端能准确地恢复原始图像信号.仿真结果表明了提出的图像保密通信方法具有很好的保密性.     

一种多级混沌调制保密通信系统

针对单级混沌通信系统安全度不高的局限性的情况,提出一种用环形蔡氏电路实现多级混沌调制的保密通信系统方案．该方案的主要特点是首先,采用多级混沌调制,提高了整个系统的安全性能;其次,环形蔡氏电路具有两个独立可调的分岔参数电阻,起到了密钥参数的作用,进一步增加了对信号破译的难度．