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．     

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.     

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。     

一类分数阶超混沌系统的同步及其应用

应用分数阶微积分稳定性理论,提出了一类分数阶超混沌系统同步控制的新方法,通过在分数阶超混沌响应系统中设计两个控制器,实现了分数阶超混沌Chen系统之间的同步。并将该方案应用到保密通信中,利用混沌掩盖技术,实现了复杂非周期信号的安全传送,在接收端通过去掩盖,毫无失真地恢复了有用传送信号。数值仿真和理论分析结果的一致性表明了该方案的有效性和可行性。     

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.     

基于广义函数投影同步的混沌保密通信研究

针对已有的混沌广义函数投影同步保密通信的局限性,研究了基于广义函数投影同步和参数调制的混沌保密通信问题。把混沌参数作为一个状态变量,将信息信号经过函数变换后调制在混沌系统的不确定参数中,通过构造参数自适应率与非线性控制器,实现混沌系统的广义函数投影同步与参数估计,在接收端通过参数辨识和反函数变换实现信息信号的解调。以电阻电容电感分流的约瑟夫森结(RCLSJJ)混沌系统为例进行数值仿真,仿真结果表明改进方法可成功辨识出系统的未知参数,从而快速有效的恢复出调制在参数中的信息信号。     

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.     

基于DSP Builder的混沌保密通信的研究与实现

采用DSP Builder开发工具,利用混沌信号实现对通信数字信号的加密与解密.首先在Simulink中建立系统通信模型,采用FM对混沌信号进行差分键控形成FM-DCSK信号,然后用数字信号控制FM-DCSK信号,形成调制信号,并在接收端进行信号恢复,然后进行仿真,生成硬件描述语言下载到系统板,实现混沌保密通信.     

基于自适应同步的混沌调制保密通信

针对基于参数调制的自适应混沌保密通信问题,设计一种自适应混沌响应系统,将信息信号调制到混沌系统的某个参数中,通过构造自适应参数辨识与单个自适应控制器,实现混沌系统的同步与参数估计。在接收端,通过构造非线性滤波器,使信息信号有效恢复,实现保密通信。仿真结果表明,该系统同步性较好,解调信号逼近于信息信号,具有较强的保密性。     

基于混沌参数调制的语音保密仿真研究

数字语音保密通信利用离散混沌信号的宽带类噪声特性实现信号的保密传输是混沌应用研究的重要方向.文章在对G.726语音编解码标准分析的基础上提出了一种新的数字语音保密通信实验仿真方法即:利用Matlab的Simulink和Altera的DSP Builder作为开发工具,建立了基于G.726的数字语音编解码仿真模型,并针对ADPCM码流进行混沌同步序列加密及模拟语音信号的重建.仿真中利用了混沌参数调制的加密方法,并且在结果中分析了加密后信号的自相关统计特性.     

连续混沌系统控制与同步的自适应方法

提出一种能大范围实现连续混沌系统控制与同步的连续自适应控制器。无论驱动系统处于何种状态 ,在连续自适应控制器控制下均可使响应系统按驱动系统给定轨道演化。该连续自适应控制器对系统参数不匹配及噪声干扰具有一定的鲁棒性。蔡氏电路混沌系统的数值仿真说明了所提出方法的有效性     

一种基于复合混沌序列的图像加密方法

针对低维度混沌系统的密钥空间小、加密系统安全性较低的不足。提出一种由sine混沌改变均匀分布logistic混沌排列次序形成复合混沌序列的图像加密方法。首先,产生服从均匀分布的logistic混沌序列,用sine混沌序列重排该序列整数化后的重复部分,以此无重复数值的复合混沌序列进行像素位置置乱;之后,由于仅进行位置置乱不能改变图像的灰度统计直方图特征,用sine混沌重排整个logistic混沌序列形成复合混沌序列,以此进行像素扩散完成图像加密。对方法安全性从密钥空间、密钥敏感性、差分分析、统计直方图、相邻像素相关性、信息熵方面进行了测量。实验结果表明该方法密钥空间大、敏感性高,能有效地抵抗穷举分析、差分分析和统计分析。     

基于抗退化混沌系统的动态S盒设计与分析

S盒是分组密码算法中的关键部件之一,其混淆和置乱作用决定着整个密码算法的安全强度。为使基于混沌系统生成的S盒具有更好的密码学性能,提出了一种基于抗退化混沌系统的动态S盒设计方案。首先,使用Lorenz混沌映射扰动Chebyshev混沌映射;然后,使用截取位数法和划分区间法生成两种初始S盒;最后,使用索引排序扰乱法得到最终S盒。所提抗退化混沌系统生成的混沌序列不存在短周期现象,具有遍历性、不可预测性等特点;运用于S盒的设计中能极大提升S盒的安全性能,消除混沌生成源的安全隐患;并且,通过对系统参数的调控可批量地生成动态S盒。对S盒的安全性能,即非线性度、差分均匀性、严格雪崩准则、输出比特间独立性和双射特性进行了测试和对比,实验结果表明,所提方案生成的S盒具有更好的密码学性能,可用于分组密码算法的设计中。     

一种新的微弱未知信号混沌振子检测法*

混沌振子无法检测与其策动力频率相差较大的微弱信号,为此,提出了混沌阵检测法,但其不易工程实现。针对这种现状提出了一种循环混沌检测方法,该方法不但易于工程实现,而且有很好的普适性。实验表明,该方法能有效、精确地检测微弱信号。     

Newton-Leipnik系统的多种吸引子及其形成机制

研究了Newton-Leipnik混沌系统的各种动力学行为,从中发现了新的双体双核混沌吸引子,发现了混沌吸引子与小周期吸引子、大周期吸引子并存于同一相空间的各种情况,发现了趋于周期吸引子的暂态混沌运动。这些特性是由五个平衡点的属性所确定的。每个平衡点邻域的状态轨线沿某方向发散而沿某方向收敛,这导致了系统复杂的动力学行为发生。     

变尺度混沌光强吸收系数的萤火虫优化算法

针对基本萤火虫算法存在早熟现象,提出了一种变尺度混沌光强吸收系数调整策略的混沌萤火虫优化算法。首先,应用Sinusoidal映射产生混沌变量来描述光强吸收系数;其次,在算法迭代过程中引入变尺度混沌扰动,使光强吸收系数与迭代次数呈线性变化;最后,将萤火虫群分成三个子种群协作合作,可有利于增强算法搜索前期的全局探索能力和搜索后期的局部细化搜索能力。通过标准测试函数测试,实验结果表明算法是有效的,比基本萤火虫算法有了较好的寻优精度和收敛速度。     

混沌系统在密码学中的应用现状及展望

首先回顾了近几年来出现的单个混沌系统构成的密码算法,然后介绍了由多个混沌系统组合构成的密码算法及其研究现状,最后是对多混沌系统密码算法研究的展望。     

一种基于混沌变换的数据库零水印算法

将混沌变换引入数据库水印处理,构造了一种基于混沌变换的数据库零水印算法。该算法利用混沌序列筛选数据库记录数据项,筛选出的数据项不依赖于其他的元组,成离散的分布状态。另外,在生成初始水印后又加入了混沌变换置乱水印,因此可提高数据库水印的鲁棒性和安全性。最后对构造的算法进行了仿真实验验证。     

基于混沌的一种图像加密算法*

基于二维时空混沌模型,给出了一种时空混沌二值序列的产生方法,并对其性能进行了分析。结果表明,该种序列消除了相邻点的相关性,改善了统计分布特性,并利用此方法产生的序列对灰度图像进行加密。仿真结果表明,用该方法产生的序列对图像加密后,其相邻像素点的相关性很低,并对其密钥敏感性和统计特性进行了分析,均说明该方法应用于图像加密很有效。     

变尺度混沌蚁群优化算法

将变尺度混沌搜索算法融合到蚁群算法中,并用于求解连续空间优化问题。蚁群算法每一次迭代结束时,就使用混沌搜索算子在当前全局最优解附近搜索更好的解。而随着蚁群算法的进行,混沌算子搜索范围逐渐缩小,这样,混沌算子在蚁群搜索的初期起到防止陷入局部最优的作用,在蚁群搜索后期起到提高搜索精度的作用。将变尺度混沌蚁群优化算法用于求解函数优化问题的实验结果表明,该算法在求解包括欺骗性函数和高维函数在内的多种测试函数优化问题方面具有很好的效果。