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。     

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。     

混沌同步及其在保密通信中的研究进展

由于混沌系统的特性,使用混沌同步来达到通信保密比其他方法更好,因此,混沌同步理论越来越受到人们的重视。基于此背景,介绍了混沌同步的目的及常用的几种混沌同步方法,讨论了混沌同步在保密通信中的四种实现方案,包括其原理和特点,并归纳出相应的实现方法。最后,指出要使混沌保密通信走向实用化,还需解决的理论和技术问题。     

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。     

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。     

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.     

混沌同步自保持特性在保密通信中的应用研究

给出了一种便于集成的改进型Chua电路，构造出一种具有一定鲁棒性、抗干扰等特性的驱动-响应式混沌同步系统，研究发现此混沌同步系统具有自保持特性，并给出研究结果。利用此特性，解决了目前如何同时在同一信道中传输混沌同步控制信号和密文信号的关键性问题，实验证明了此方法的可行性，为混沌在保密通信的实际应用奠定了基础。     

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．     

高安全性混沌同步保密通信方案设计

设计了一种以主动-被动同步机制为基础的混沌同步保密通信方案,方案提出了获取混沌变量中对参数敏感的信息和改善相关特性的方法,得到满足安全性要求的新变量,并用于对被加密信号进行调制。用Lorenz系统进行计算机仿真通信实验和特性分析的结果表明,本方案同步特性优良,信号恢复精度高,安全性比原方案有明显提高。     

Optical communication with synchronized hyperchaos generated electrooptically

We propose a method based on a scalar second-order difference-differential equation to obtain intensity chaos from a laser diode with a nonlinear delayed feedback. The method can be used for encrypting, transmitting, and decrypting a signal in a chaos-based communication system. The core of the chaotic transmitter and receiver is formed by an electrooptic modulator that is used to generate a strong reproducible nonlinearity and chaotic waveforms of extremely high Lyapunov dimensionality. The system opens the way to ultrafast chaotic communications.     

新型的CD-DCSK混沌键控保密通信系统

针对现有混沌键控通信系统存在的数据传输速率低性、安全性差等问题,提出一种新型的混沌键控通信系统——CD-DCSK(相关延迟—差分混沌键控),并对该系统的通信性能进行了深入地仿真分析.验证了改进的CD-DCSK同时兼具CDSK(相关延迟键控)保密性高和DCSK误码率低的优点,并且系统的数据传输速率更是提高到了原有键控方式的2倍.同时利用该新型的键控系统很好地实现了图像数据信号的保密传输,证明本系统在数字保密通信中的可实现性和高安全性.     

混沌系统的混合同步及其在安全通信中的应用

提出了一类混沌系统的混合同步方法。利用非线性系统的状态观测器，给出了一类混沌系统的同步和安全通信的简单有效的方法，并分析了系统的稳定性，对Rossler混沌系统的分析和仿真研究表明，该方法在混沌同步及安全通信中具有同步速度快、系统精度高等优良性能。     

高码率空间OCDMA通信技术实验研究

空间OCDMA技术能够充分利用空间光通信提供的带宽,提高空间光通信系统的性能.文章简要介绍了OCDMA通信技术的基本原理及其特点,给出了1550nm波段空间OCDMA通信系统实验方案,建立了基于光纤布喇格光栅编解码器的空间OCDMA通信实验系统,并在室内测量了该实验系统的通信性能.     

Mismatch-induced bit error rate in optical chaos communications using semiconductor lasers with electrooptical feedback

We analyze the influence of parameter mismatch between emitter and receiver systems on the bit error rate of an optical chaos communication scheme. Intensity hyperchaos is generated in the system by semiconductor lasers with electrooptical feedback. We find analytical predictions for the dependence of the bit error rate with the amplitude of the various mismatches and the statistical properties of the hyperchaotic carrier. A good concordance is found with numerical and experimental results.     

高误码率下LDPC稀疏校验矩阵重建

针对LDPC重建问题,提出了一种可直接重建LDPC稀疏校验矩阵的算法。首先,根据传统重建算法原理,详细分析了传统重建算法存在的缺陷以及缺陷存在的原因;其次,基于LDPC稀疏矩阵的特性,通过多次随机抽取码字中部分比特序列进行高斯消元,同时为了可靠实现抽取的比特序列能包含校验节点,基于一次抽取包含校验节点的概率,确定多次随机抽取的次数;最后,在误码条件下,基于疑似校验向量关系成立的统计特性和最小错误判决准则,实现稀疏校验向量的判定。仿真结果表明,所提算法在误码率为0.001的条件下,针对目前IEEE 802.11协议中大部分LDPC的重建率能达到95%以上,且噪声稳健性优于传统的重建算法,同时所提重建算法不仅不再需要对校验矩阵稀疏化处理,而且对于双对角线与非双对角线形式的校验矩阵都具有较好的通用性。     

Fabrication of InP/InGaAs photodiodes for high bit rate communication by reactive ion etching

It is shown that reactive ion etching can be used for mesa etching and selfaligned contact cap removal in InP/InGaAs photodiode fabrication, without inducing unacceptable diode leakage currents. Mesa diodes with approximately 100 nA leakage, 90% quantum efficiency, and 12 GHz bandwidth at 5 V bias and 1.3 mu m wavelength, and pairs and quadruplets of such detectors for coherent lightwave systems are demonstrated.<>     

一种基于混沌渐近同步的数字保密通信方法

根据驱动－响应混沌同步原理，提出了一种基于混沌渐近同步的数字保密通信方法。通过设计对发射信号进行多级单值非线性变换，使得通过预测法的攻击完全失效，因而这种通信方法具有较高的抗破译能力。理论分析和数值模拟结果证实了本方法的正确性与有效性。