混沌协议同步技术研究

混沌数字保密通信实现的关键是混沌严格同步技术。该文以网络混沌语音保密通信系统为平台,从网络通信协议的思路出发,在混沌脉冲同步理论及应用的启发下,提出并研究了混沌协议同步技术,解决了混沌数字保密通信的关键技术难题,对混沌协议同步技术进行了改进,形成了初步的协议同步机制。此技术可方便地嵌入到现有的通信系统中,提高其保密性,实用性很强。     

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。     

统一混沌系统同步及在保密通信中的应用

对统一混沌系统的同步控制和在保密通信中的应用进行了研究．基于李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法,设计出一种结构简单、反馈增益小、保守性小的输出反馈控制器;解决了状态不可测情况下统一混沌系统的同步控制问题,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．最后以统一混沌系统的特殊情况洛伦兹系统为例进行了仿真．仿真结果表明可以实现渐近同步,应用于保密通信可以达到掩盖有用信号的目的,并且可以无失真地恢复有用信号．     

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.     

一个新三维混沌电路设计及其同步控制

在Bao系统的基础上构建一个新的三维混沌系统。通过理论分析与数值仿真,研究该混沌系统的动力学特性,如系统耗散性和平衡点稳定性、Lyapunov指数谱和分岔图、Poincare截面和0-1测试运动轨迹等,结果表明该系统具有丰富的混沌动力学特性。通过谱熵复杂度和C0复杂度,分析不同参数下系统的复杂度大小,从而找到复杂度最高的参数取值范围。最后,采用非线性反馈同步法与线性反馈控制方法实现混沌系统同步,根据系统的最大Lyapunov指数确定线性同步控制的参数范围,并利用Multisim软件进行电路仿真,且仿真结果与数值分析完全一致,从而验证了新三维混沌电路同步控制的可行性,为混沌系统应用于同步保密通信领域提供了实验基础。     

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.     

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。     

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.     

异结构混沌系统同步及其在保密通信中的应用*

根据主动控制思想和Lyapunov稳定性定理,构造主动控制器使得两个异结构的混沌系统在短时间内实现同步,并证明了混沌同步的鲁棒稳定性;利用MATLAB的Simulink技术进行数字仿真,将同步的异结构混沌系统应用到混沌掩盖和混沌参数调制保密通信中。仿真结果表明,异结构混沌系统能够实现稳定的同步,且在混沌掩盖和混沌参数调制保密通信中,有用信号均能有效地在接收端恢复出来。     

脉冲同步在数字保密通信中的应用

首先给出了蔡氏混沌电路的脉冲同步方法，同时给出了其同步的渐进稳定条件，最后构造了一个基于脉冲同步的数字保密通信系统，系统实验表明应用脉冲同步具有高保密性和鲁棒性。     

分数阶混沌系统耦合同步及混沌键控通信设计

分数阶混沌系统同步在混沌通信领域有着重要的应用价值。文中研究分数阶Chen混沌系统的单向耦合同步的问题,基于分数阶混沌系统的Lyapunov稳定性理论,设计分数阶Chen混沌系统单变量线性耦合同步控制器,实现分数阶Chen混沌系统的耦合同步。基于上述分数阶Chen混沌同步系统,设计混沌键控通信系统,分析通信系统的误码率等系统性能。研究表明,分数阶混沌通信系统比整数阶具有更高的保密性,分数阶混沌键控通信系统与整数阶混沌键控通信系统抗噪性能几乎一样。     

异结构混沌同步的研究及其在保密通信中的应用

根据Lyapunov稳定性定理,使用观测器方法实现混沌异结构同步。由连续系统稳定准则,在同步试验的基础上将异结构混沌同步应用于保密通信,对于给定的不同信号用混沌遮掩,混沌键控,混沌参数调制三种方法实现保密传输,在混沌参数调制方法中提出了提取能量均值解调有用信息的方法,并利用MATLAB仿真,证实方案的优越性和有效性。     

基于自适应观测器的混沌保密通信系统

基于混沌同步技术和自适应观测器,设计一种保密通信系统。使用Lorenz混沌系统对原信号进行加密,利用自适应观测器对加密信号进行解密,以实现保密通信。仿真实验表明,该系统的算法简单、响应速度快,能实现响应系统与驱动系统的同步,提高混沌保密通信的质量和安全性。     

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.     

不同阶混沌系统广义混合错位函数投影同步及在保密通信中的应用

为进一步提高保密通信的安全性,应用Lyapunov稳定性理论以及自适应控制方法,在广义混合错位投影同步与函数投影同步的基础上提出了广义混合错位函数投影同步(GHDFPS),给出了不同阶参数不确定混沌系统的广义混合错位函数投影同步与参数辨识的控制方法,并研究该同步类型在保密通信中的应用。通过严格的数学证明和数值仿真,不同阶参数不确定混沌系统实现了广义混合错位函数投影同步,辨识出了不确定参数。由于广义混合错位函数投影同步中的函数比例因子矩阵的多样性,使该同步类型应用在保密通信中更具有安全性;同时,将此同步类型和实现该同步的控制方法用于混沌掩饰调制保密通信中,将能解调出多个信号,并能检验信号的真实性。     

Nonlinear Sprott94 Case A chaotic equation: Synchronization and masking communication applications

The nonlinear autonomous Sprott94 Case A chaotic equations are algebraically simple but can generate a complex chaotic attractor. In this paper, the Sprott94 Case A system is found suitable for chaotic synchronization circuits and chaotic masking communication circuits using Matlab–Simulink® and Orcad–PSpice® programs. Simulation results are used to visualize and illustrate the effectiveness of Sprott94 Case A chaotic system in synchronization and secure communication. The applicability of chaos to secure communication is verified by all simulation results performed on Sprott94 Case A chaotic system.     

异结构混沌系统同步及其在保密通信中的应用

针对统一混沌系统和Qi混沌系统的模型，根据主动控制思想和Lyapunov稳定性定理，构造主动控制器使得这两个异结构的混沌系统实现同步，并且实现了驱动系统参数已知而响应系统参数未知的异结构混沌系统的白适应同步，并且能较怏的辨析出系统的未知参数．并利用MATLAB进行数字仿真，将同步的异结构混沌系统应用到混沌掩盖和混沌扩频保密通信中．仿真结果表明，异结构混沌系统能够实现稳定的同步，且在混沌掩盖和混沌扩频保密通信中，有用信号均能有效地在接收端恢复出来．     

基于STM32和FPGA的激光甲烷检测系统设计

为了开发小型化的实用激光甲烷检测系统,设计了基于STM32单片机和FPGA的系统方案。FPGA实现系统中正交矢量锁相放大器和激光器调制驱动信号的产生。STM32负责半导体激光器温度控制,气体体积分数计算,通信接口等功能。设计的激光甲烷检测系统对4种标准甲烷气体进行了实际测试,在10%量程范围内示值误差不超过±0.2%。此方案可以作为激光气体检测系统的通用平台,实现对其他气体的测量。     

基于Rossler超混沌系统模糊同步的保密通信方案

在对Rossler超混沌系统模糊建模的基础上,构造了模糊调制过程的发射系统与接收系统,并通过实现接收系统与发射系统的同步来实现信号的解调,进而实现了保密通信。在研究接收系统和发射系统的同步时,运用精确线性化方法对同步误差系统进行了简化,并通过Lyapunov稳定性条件的推导确定了两个系统的同步条件,进而得到了调制参数矩阵的求解方法。仿真结果验证了该模糊混沌保密通信方案的有效性和实用性。     

分数阶混沌系统同步及其保密通信

针对参数未知的分数阶Chen混沌系统,研究其同结构同步以及与分数阶Lü混沌系统的异结构同步问题。利用分数阶系统稳定性理论和拉普拉斯变换理论,设计并证明了系统的反馈控制器,给出了一种分数阶混沌保密通信系统。运用分数阶微积分的预估——校正算法进行数值仿真,验证了所提出方法的有效性。