基本信息
- 項目名稱：
- 超混沌同步在保密通信中的應用
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 在混沌保密系統(tǒng)的保密性能的基礎上，進行某些特定的運算方式對原數(shù)據(jù)進行掩蓋，產(chǎn)生復雜的動態(tài)行為，而接收端再進行相應運算恢復原始數(shù)據(jù)，當變量趨向于某一值時接收數(shù)據(jù)就越趨向于原數(shù)據(jù).這樣使得數(shù)據(jù)在傳輸過程中實現(xiàn)混沌狀態(tài)而達到保密的目的。
- 詳細介紹：
- 利用混沌是目前混沌研究發(fā)展的一個重要方向，而混沌在通信領域的應用是其中的一個熱點問題。早期的同步混沌通信系統(tǒng)停留在低維混沌上，由于低維混沌動力學易于重構(gòu)，混沌通信在抗破譯能力上受到批評，同時通信效率的提高也受到很大限制?；煦缤绞腔煦缤ㄐ诺幕A，混沌通信要考慮的問題涉及到許多方面，如傳輸信道、抗干擾、電路匹配問題、加密方法等等?；煦缤侥軌?qū)崿F(xiàn)，只是使混沌通信成為可能，雖然有些混沌同步方法不一定會很快能有實用價值，但每一種新方法的提出都會給人們以新的啟示，從而開辟一條新的研究道路。因此建立在復雜混沌系統(tǒng)同步基礎之上的保密通信新方案，可以提高保密通信的安全度和保真度。為了改進和提高保密通信的可靠性和穩(wěn)定性，我們提出將超混沌系統(tǒng)的同步和混沌神經(jīng)網(wǎng)絡的同步用于保密通信，結(jié)合混沌遮掩通信，給出了基于混沌同步的保密通信新策略，數(shù)值仿真結(jié)果表明了算法的有效性。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 在混沌保密系統(tǒng)的保密性能的基礎上，進行某些特定的運算方式對原數(shù)據(jù)進行掩蓋，產(chǎn)生復雜的動態(tài)行為，而接收端再進行相應運算恢復原始數(shù)據(jù)，當變量趨向于某一值時接收數(shù)據(jù)就越趨向于原數(shù)據(jù).這樣使得數(shù)據(jù)在傳輸過程中實現(xiàn)混沌狀態(tài)而達到保密的目的。
科學性、先進性及獨特之處
- 混沌系統(tǒng)對數(shù)據(jù)敏感依賴于初值，即使對于同一系統(tǒng)不同硬件設備都會造成接收者的絕對誤差，而超混沌系統(tǒng)中，在驅(qū)動系統(tǒng)中加以合適控制項u，是變量趨向某一值時，誤差系統(tǒng)逐漸趨于0。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 超混沌同步彌補了混沌系統(tǒng)在保密工作上的抗破譯能力的不足，而且也提高通訊效率，雖實際操作繁重，且接收始端會有較大誤差，但在接收較長段數(shù)據(jù)將達到很高的平行度，且在研究工業(yè)上促進保密通訊發(fā)展。
學術論文摘要
- 利用混沌是目前混沌研究發(fā)展的一個重要方向，而混沌在通信領域的應用是其中的一個熱點問題。早期的同步混沌通信系統(tǒng)停留在低維混沌上，由于低維混沌動力學易于重構(gòu)，混沌通信在抗破譯能力上受到批評，同時通信效率的提高也受到很大限制?；煦缤绞腔煦缤ㄐ诺幕A，混沌通信要考慮的問題涉及到許多方面，如傳輸信道、抗干擾、電路匹配問題、加密方法等等?；煦缤侥軌?qū)崿F(xiàn)，只是使混沌通信成為可能，雖然有些混沌同步方法不一定會很快能有實用價值，但每一種新方法的提出都會給人們以新的啟示，從而開辟一條新的研究道路。因此建立在復雜混沌系統(tǒng)同步基礎之上的保密通信新方案，可以提高保密通信的安全度和保真度。為了改進和提高保密通信的可靠性和穩(wěn)定性，我們提出將超混沌系統(tǒng)的同步和混沌神經(jīng)網(wǎng)絡的同步用于保密通信，結(jié)合混沌遮掩通信，給出了基于混沌同步的保密通信新策略，數(shù)值仿真結(jié)果表明了算法的有效性。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]方錦清.非線性系統(tǒng)中混沌的控制與同步及其應用前景[J]. 物理學進展,1996,16:1-74. [2]吳祥興,陳忠.混沌學導論[M].上海:上?？茖W技術文獻出版社,1996, 85-98. [3]劉秉正.非線性動力學與混沌基礎[M].長春:東北師范大學出版社,1994,43-87. [4]Cuomo KM, Oppenheim A V. Circuit Implementation of Synchronized Chaos with Applications to Communication [J]. Phy. Rev. Lett. , 1993, 71: 65-68. [5]Changsong Zhou. Extracting Messages Masked by Chaotic Signals of Time-Delay Systems [J]. Phys. Rev. E , 1999 , 60:320-323. [6]Pecora L.M., Carroll T. L.On the control and synchronization of chaos [J].Phys. Rev. Lett. 1990, 64:821-827. [7]Pecora L M, Carroll T. C. synchronization in chaotic system [J]. Phys. Rev. Lett. 1990, 64: 821- 824.
同類課題研究水平概述
- 隨著互聯(lián)網(wǎng)與多媒體技術的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡通信已逐漸成為人們交流信息的重要方式，網(wǎng)絡的安全與信息的保密成為人們關注的焦點。由于圖像形象生動，通過圖像數(shù)據(jù)的交換已成為人們表達、傳播信息的一個重要手段。隨著寬帶網(wǎng)的發(fā)展，圖像數(shù)據(jù)所有者可以方便地在網(wǎng)上發(fā)布和拍賣他所擁有的圖像數(shù)據(jù)。這種方式方便快捷，不受時間地域限制，還能為數(shù)據(jù)所有者節(jié)約大量的時間和費用，但同時也為未授權(quán)的第三方獲取這些數(shù)據(jù)提供了渠道。數(shù)據(jù)所有者要保護自身的利益，就必須采用可靠的加密技術。利用傳統(tǒng)加密技術加密多媒體信息除運算速度較慢外，還因為它只能將圖像信息和聲音信息視為普通數(shù)據(jù)流而無法考慮其特殊性，局限性較大。混沌現(xiàn)象作為非線性動態(tài)系統(tǒng)中出現(xiàn)的偽隨機過程，混沌流密鑰的周期可任意大，能夠高速生成，具有不可預測、難破譯等特點，用混沌同步加密多媒體信息具有運算速度快、保真度高、密鑰量大、安全性好以及足夠的帶寬和較強的實時功能，是加密圖像信息和聲音信息等大數(shù)據(jù)量信息的一種新技術，這是它與傳統(tǒng)加密技術的區(qū)別所在。盡管混沌序列對初始值極其敏感，具有長期的不可預測性，但混沌序列具有的良好統(tǒng)計特性及可用于產(chǎn)生偽隨機序列，也為混沌加密的破譯提供了方向。有研究表明：低維混沌序列的保密性不夠，如有人通過多步非線性預測的方法破譯了混沌掩蓋與混沌調(diào)制的加密方案，利用神經(jīng)網(wǎng)絡破譯了低維混沌切換密鑰加密系統(tǒng)。因此，要達到密碼學上所要求的密碼強度，作為密鑰流的混沌發(fā)生器必須通過周密設計以抵抗外來的攻擊。這方面人們試圖采用具有多個正的Lyapunov指數(shù)的高維混沌或超混沌同步控制系統(tǒng)作為密鑰流發(fā)生器以加強其抗破譯強度，并取得了一定進展?；煦缤阶鳛榛煦缤ㄐ诺睦碚摶A，這方面的研究進展很快。但混沌同步并不等于混沌通信，實現(xiàn)混沌同步只是使混沌通信成為可能，混沌通信還涉及諸如傳輸信道、抗干擾、電路匹配、加密方法等方面的問題。要建立一個真正實用的混沌保密通信系統(tǒng)還需要許多人共同努力。
