混沌同步技术在保密通信中的应用

简要介绍了混沌保密通信的发展过程,分别以典型的连续和离散混沌系统为例,分析了混沌信号的高度初值敏感特性,介绍了混沌同步保密通信系统的基本模型,讨论了混沌同步在保密通信中的三种应用技术：混沌掩盖、混沌调制、混沌键控。给出了几种典型的比较成熟的方案。     

混沌通信技术发展评述

文章首先对目前混沌通信的几种方案的原理和特点作了简要的介绍和评述，其次详细介绍了两种新的混沌通信方案；正交混沌键控(QCSK)和混沌脉冲位置调制(CPPM)的原理和特性，最后介绍了混沌通信的最新进展。     

基于Logistic-Map的数字混沌调制方法

离散混沌动力系统Logitic-Map产生的混沌离散序列具有良好的统计特性和对初值非常敏感的特性,利用这些特性,提出一种基于Logitic-Map的数字混沌调制方法,并构造相应的保密通信系统,且进行了计算机仿真.在此基础上提出了调制系数宽范围变化的数字混沌调制方法.     

基于新型高速Lorenz电路的混沌调制保密通信研究

基于Jonathan N Blakely等人提出的新型高速Lorenz电路,提出了混沌调制保密通信电路的模型,并采用Pspice软件对保密通信电路的特性进行了仿真研究.研究结果说明了混沌调制保密通信方案的正确性,并给出了接收端和发送端电路参数不一致对通信的影响,调制信号幅度和频率对原有混沌电路的影响,以及噪声对传输质量的影响等.     

增强型调频差分混沌键控通信系统性能分析

混沌通信具有硬件实现低复杂度、低功耗和抗多径等特性,成为低速超宽带通信和无线传感网的候选方案.在各种混沌通信方案中,调频差分混沌键控因采用易于实现的非相干解调成为了研究的热点.本文提出一种新的增强型调频差分混沌键控通信系统,对每比特采样点数、每符号比特数和信号占空比对于系统性能的影响进行了分析,通过仿真证明了理论分析的正确性.     

基于Simulink动态仿真方法的混沌保密通信研究

混沌系统是非周期的,确定的,对初始条件的细微变化极为敏感的系统。用计算机动态仿真方法研究基于混沌的保密通信系统,计算机动态仿真是混沌应用研究的重要方法。研究介绍了Matlab环境下Simulink的可视化建模与动态仿真步骤;应用Simulink动态仿真方法,分别对统一混沌系统的动力学特性、统一混沌系统的驱动-响应同步控制方法和基于该同步方法的混沌掩盖保密通信原理进行了仿真研究。研究表明,Simulink动态仿真方法具有模型搭建灵活、结果输出直观和系统性能影响因素可控的特点。     

过抽样混沌序列的语音通信加密应用

通过对混沌系统特性的研究,设计出一种安全性高、加密速度快的通信加密方案.首先根据数字混沌序列的特性对混沌的迭代过程进行改进,实现对Chebyshev混沌序列的过抽样处理.设计语音信号传输系统,在发送端实现混沌序列对语音信号的加密,调制后进入高斯白噪声信道,在接收端接收到密文后对加密语音信号进行解调和解密,得到解密后的语音信号.实验证明,过抽样技术应用在混沌扩频通信中,可以极大地提高无线通信的保密性.     

混沌保密通信技术

讨论了利用混沌同步进行保密通信的方法,介绍了混沌保密通信的理论依据和基本方法,提出采用超混沌的加密信号,有利于提高系统的保密性。     

混沌电路及其频率特性的仿真研究

混沌电路是一种非线性电路,具有宽频谱特性,但在实际通信应用中,通信信道的带宽有一定限制,如何调节混沌电路的频谱范围成为混沌电路实际应用的一个问题.以蔡氏混沌电路为例,利用EWB软件分析蔡氏混沌电路产生的混沌信号及其频率特性,通过对蔡氏混沌电路中元器件R、L、C参数的调整,可以获得具有期望频谱范围的混沌信号.通过改进型蔡氏电路的仿真来研究其特性,最后在蔡氏电路的基础上简单讨论了蔡氏电路在保密通信中的应用.     

差分混沌键控和混沌相位调制相结合的通信系统

在差分混沌键控和混沌相位调制的基础上,提出一种新的混沌通信系统,并给出了调制解调框图.除了具有混沌调制系统原有的宽带特性之外,最主要的特点是使单位码元符号包含的信息比特提高为1+log2M,从而能提供更快的传输速率.并在高斯信道中进行了计算机数值仿真,结果表明其误码率性能还优于差分混沌键控.     

基于猫映射的混沌通信改进方案

针对混沌同步的混沌通信方案存在的安全问题,提出了一种基于猫映射变换的改进方案.利用回归映射破解方法和功耗分析破解方法,攻击者可在混沌系统参数未知的情况下破解混沌信号.在所提出的改进方案中,发送端使用猫映射变换将混沌序列置乱,利用置乱后的混沌序列作为载波进行通信;在接收端进行猫映射逆变换恢复出原始混沌序列,进而实现混沌同步,完成解调.所提出的改进方案简单、易于实现,能够有效地抵抗回归映射和功耗分析的破解.     

新蝶翼混沌系统的分数阶电路实现与控制分析*

混沌模型的设计和建立对于混沌的应用有着至关重要的作用。为给混沌保密通信提供一个有效的混沌系统模型,通过对Qi三维混沌系统状态变量的重新组合,构造了新的非线性项,提出了具有新架构的四维动力学系统。在多次实验所得的参数配置下,证明了所提系统存在混沌特性,具有新蝶翼吸引子。采用简单的模拟器件,通过EWB仿真,实现了具有新架构四维系统分数阶电路的构建,证明了电路的可实现性。通过设计切换控制器,产生了多涡卷系统,得到了更为复杂的状态特性。     

基于变形蔡氏电路的混沌掩盖保密通信研究

用实际元器件做出了变形蔡氏电路,并把该电路应用于混沌掩盖保密通信中。分别给出了该电路用于混沌掩盖保密通信的仿真结果和实验结果,并对结果进行了分析。     

一种新型的基于互耦半导体激光器的双向混沌保密通信系统

基于互耦半导体激光器及其驱动的两个外部激光器,提出了一种新颖的双向激光混沌保密通信系统,数值研究了该系统的同步特性及双向通信性能.结果表明,该系统中两个互耦激光器的混沌输出始终处于非同步状态,无法实现信息的编译码;当编码激光器(系统中用于加载信息的激光器)与解码激光器(系统中用于解码信息的激光器)的参数一致时,每组编解码激光器能获得无延时的高质量混沌同步,并实现实时双向通信;当激光器内部参数失配时,这两组编解码激光器的同步性能及通信质量会受到一定的影响,但在一定的参数失配范围内,系统仍能实现较好的双向混沌通信.     

基于CNN的混沌参数扩频调制数字保密通信系统

文章提出了一种基于CNN的混沌参数扩频调制数字保密通信系统。发射时,将CNN混沌输出作为载波,用每个待发送的数字信息信号对CNN多次迭代运算中某一参数在其混沌区域进行相同的调制,实现了参数扩频调制。接收时,利用CNN混沌的发生规则通过简单的信号处理运算恢复出原来的有用信号。由于不需要进行混沌同步,系统实现更简单。分析和仿真表明,文章提出的CNN混沌参数扩频调制通信系统具有极高的保密性能,并且由于采用了扩频处理,误码率远低于传统的混沌参数调制通信系统。     

混沌保密通信的若干问题及混沌加密新方案

针对国际上在混沌的定义，基本特性以及混沌保密通信原理等方面的一些不同理解，进行了较深入的讨论，并提出了自己的见解，在此基础上论证了不可预测的混沌信号的产生方法，对混沌加密和传统加密系统进行了对比，提出了一个混沌加密和传统加密结合的系统方案，本文提出了发挥混沌系统的不可预测性在混沌加密中的作用将混沌加密与传统加密方法结合起来的思想，从而指出了提高加密系统安全性的一个新的研究方向。     

一个新自治系统的混沌控制和同步

针对一个新三维混沌自治系统,研究了该混沌系统的控制和同步问题．利用线性负反馈法和Routh-Hurwitz稳定性条件,获得达到控制目标时负反馈系数所满足的条件,并借助Matlab对受控系统进行数值模拟,仿真结果验证了该方法的有效性;设计了实现其同步的一种非线性控制器．利用李雅普诺夫稳定性定理,证明了同步误差系统是全局渐近稳定的．Matlab数值仿真结果表明所设计的非线性控制器能有效地实现混沌同步．     

一种四翼混沌模型的扩展及其应用

高维混沌系统在保密通信中表现出许多优良特性,使用反馈控制方法,将一个四翼混沌模型进行扩展,得到了一个五维四翼混沌模型.通过实验和分析发现该模型具有两个正的最大Lyapunov指数,而且具有连续的功率谱,表明其具有一定的混沌行为,具有四翼吸引子.最后将该混沌模型生成的序列修正后应用于彩色图像加密机制中,实验结果表明,该加密机制不仅可以达到理想的加密效果,而且具有较高的安全性,可以抵抗各种统计分析攻击.