混沌系统同步及其在保密通信中的应用

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本文首先简要介绍混沌的特征和刻画其特征的主要度量,然后介绍几类典型的混沌控制和同步的方法以及在实际当中的应用,在此基础上,本文提出了一些方法用于混沌系统的相同步研究和Rossler超混沌参数辨析,取得了较好的结果,最后基于Rossler超混沌系统提出一种&&&&高保密通讯方案。  本文主要做了以下三个方面的工作。  (1)为了找到具有多个旋转中心的混沌系统的相同步与系统动力学变化的准确对应关系,本文提出采用振幅线性耦合方法研究了 Lorenz系统和 Duffing系统的相同步,首先对 Lorenz系统和Duffing系统进行极坐标变换,在此基础上加入振幅线性耦合,并计算旋转数和 Lyapunov指数,模拟结果表明:系统随着耦合系数的增大出现相同步,并且相同步与 Lyapunov指数跃变存在一一对应的关系,这表明具有多个旋转中心的混沌系统的相同步与系统动力学拓朴变化也存在着准确的对应关系。  (2)针对超混沌参数辨析存在的精确辨析所需的信息量过多或者在有限的信息下精确度差,且观测器过于复杂这一情形,基于文献[107]对于 Rossler超混沌系统提出如下参数观测器:&& a)&=?δ1(y2? x2)y2,b)&=?δ2(y4? x4)y1, d)&=?δ3(y4? x4)y4。模拟结果表明:在仅知道两个时间序列的条件下,能够较为快速精确地辨识出三个参数,而且在参数发生变化时,也能较为准确地辨识出参数。  (3)考虑到很多保密方案普遍存在保密性差,同步时间长,加密速率慢,密匙选取范围窄等缺点,本文基于 Rossler超混沌系统提出采用求余技术实现超混沌系统高保密通讯,在该方案中,&&首选将加密系统输出的同步信号数字化,然后将同步信号进行移位并与密匙异或作为传输信号,经公开信道传输到接收系统,接收系统反解出同步信号用于同步,当两系统同步后,将加密系统的混沌信号与信息异或进行保密通讯。该方案使得误差函数攻击方法(EFA方法)完全失效,因而这种通信方法具有较高的抗破译能力,而且有效地克服以上缺点。
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