混沌保密通信的研究概况与展望
基于混沌系统的安全通信技术研究
基于混沌系统的安全通信技术研究一、引言在当今信息化时代，安全通信技术已经成为各个领域的重点研究方向。
由于网络安全形势不稳定和保密需求增加，加密通信技术的研究方向更是备受关注。
本文将介绍基于混沌系统的安全通信技术的研究现状和未来发展方向。
二、混沌系统基础知识混沌系统是指一类较为复杂、可能产生混沌效应的动态系统，其具备以下特征：（1）不可预测性：启动条件的微小变化会导致系统结果的大变化。
（2）离散性：混沌系统的信息输出是离散的，而非连续的。
（3）混沌性：混沌系统的信息输出表现为随机性，但其却包含有序的，固定的模式。
三、基于混沌系统的加密技术1. 混沌映射加密技术混沌映射加密技术利用混沌映射的不可预测性和随机性为加密算法，具有高度的安全性和不可预测性。
唯一的缺点是在加密和解密时，要保证映射的参数能够准确传递和匹配，否则就无法成功进行加解密。
2. 混沌序列加密技术混沌序列加密技术利用混沌序列的随机性和不可预测性为加密算法，具有高度的安全性和随机性。
其优点是在传递时只需要传递序列产生的初始状态即可，不需要映射的参数，易于实现。
四、基于混沌系统的解密技术对于基于混沌系统的加密技术，解密技术同样重要。
常见的混沌系统解密技术有以下两种：1. 利用符号动力学破译密码由于混沌系统输出的信息具有随机性，无法通过统计分析或者分析数学模型去破解密码，但可以利用符号动力学观点进行密码破解。
符号动力学是指在离散空间上变换一系列符号，并且这些符号之间通过转移规则联系。
据此，可以通过确定系统的转移规则及符号序列，来破译密码。
2. 利用混沌系统自身性质解密混沌系统的特点是初始状态等输入条件的微小变化会造成输出结构的巨大变化，利用制定好的映射参数和参数更新规则，将加密过后的密文依次输入，就可以得到解密后的明文。
五、未来发展方向近年来，混沌系统在信息安全领域获得了广泛的应用，但在实际应用中仍存在很多问题，需要进一步研究发展。
未来混沌系统安全通信技术的研究，可能会向以下方向发展：1. 利用深度学习和神经网络优化混沌系统随着神经网络和深度学习技术的不断发展，可以通过训练深度神经网络来优化混沌系统，使其更加稳定和安全。
包旭雷——混沌在保密中的应用现状与前景
谢谢
• 二、混沌特性
• 决定性和随机性的对立统一 • 对初始状态的敏感依赖 • 蝴蝶效应
三、混沌的历史
• 庞加莱在三体运动中发现了混沌
三、混沌的历史
• Lorenz混沌系统
三、混沌的历史
• 蔡氏电路
Chua 电路是第一个在物理上 实现且经过严格理论证明的混 沌电路
电路结构简单，混沌行为复杂， 可用于基于混沌的各种信息系统 之中；
1. Logistic映射－虫口模型
xn 1 xn (1 xn ), 0 4, x [0,1]
四、代表性混沌及其吸引子
周期3
2.Lorenz系统
a( y x) x cx y xz y z xy bz
四、代表性混沌及其吸引子
• 2. 混沌到超混沌的发展
• 利用混沌反控制，在原有的混沌系统中增加非线性 项来获得超混沌
• 3. 线性映射级联的发展
• 级联，将几个低维的混沌映射根据分段函数组合在 一起
• 4. 开关函数
二、数字化混沌密码
• 数字混沌流密码
• 利用混沌系统生成伪随机密钥流，直接用于掩盖明 文
• ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ字混沌分组密码
• 目前，混沌同步的方法很多，从最早的驱动-响应同步、主动被动同步、反馈控制同步到目前应用比较多的自适应同步、变 结构控制同步、神经网络同步以及脉冲同步等。
延迟 用 户 信 号 信 号 编 码 加 密 调 制 解 调 解 密 解 码 判 决
信道
误码 率分 析
混沌 序列
混沌 序列
高斯 白噪声
混沌 同步 序列
结论：混沌应用前景的个人观点
• 虽然混沌系统作为密钥有其自身的优点，如敏感性可使系 统增加抗破译能力，而且混沌系统对硬件要求低，序列产 生快的特点很适合作为密钥。然后，正如前面提到的，将 混沌数字化序列应用于实时系统，尤其是通信系统时，必 然会使得系统在控制鲁棒性和安全性出现难以克服的缺陷。 因此，（1）、我觉得即使在不考虑数字化混沌系统引起 的动力学退化问题，也很难利用混沌在通信系统中作出有 效的工程化产品；（2）、若在外界干扰不是很强的情况 下，如理想的通信系统中，则可以利用混沌系统的对初值 敏感性以及目前的加密算法来提高密文的安全性，同时再 利用近几年提出的脉冲同步来获得解密的可能；（3）、 对于非实时系统，利用混沌来进行保密处理，不管从理论 上还是实践中都可以获得良好的实现，但关键是如何保证 用户在获得密钥的同时，不被第三方窃取。
方锦清-混沌保密通信的研究概况与展望
实际的密码技术应用，美国强调的是可编程技 术，而欧洲和以色列强调的是智能、自动化和 半自动化的应用。如果我国统筹计划好并加大 经费投入，我国不仅挤入宽带网较先进行列， 而且密码和密码应用技术研究也将挤入国际竞 争行列.
欢迎批评指导！
我们相信，我国必将在下一次互联网领域有所 作为，对未来互联网作出自己有特色的贡献。
致谢
赵耿、丁群和罗哓曙等教授多年在混沌及其应用 方面进行了合作研究. 陈关荣教授等经常提供宝贵的文献资料 李永和刘强等研究生协助专利调研， 广大网友在“复杂网络论坛”上经常交换最新信 息，在此一并谨表谢意。
本课题得到国家自然科学基金项目的资助（批准 号：60871087）。
柯蒂斯·麦克·马伦，美国人，哈佛大学 数学系教授。在1998年德国柏林获得菲 尔兹数学奖。
http://www.math.harvard.eห้องสมุดไป่ตู้u/~ctm/
混沌保密通信和 密码学正在迈进
实用化
我国面临网络 信息战的空前挑战
网络中心战： 美军网络战司令部
研究 概况
1 数字化混沌通信
若 2 时空超混沌通信 干 3 频分复用混沌光通信
未来互联网涵盖的范围包括光节点、前向路由、存储 、处理簇、传感领域、无线环境在网络管理架构下的 实施。
在未来结构体系下的安全技术研究，令人注意的是， 美国的AES、SHA3项目，欧洲的ECRYPT I 、 ECRYPT II 项目，日本、韩国也有开放式的安全技术 研究，特别是日本对欧洲安全技术的追踪为全世界提 供了前沿信息和参考。
《基于储备池计算的混沌同步保密通信研究》范文
《基于储备池计算的混沌同步保密通信研究》篇一一、引言随着信息技术的发展，数据传输的保密性变得越来越重要。
混沌同步保密通信作为一种新型的通信方式，因其具有高度的复杂性和难以预测性，成为了当前研究的热点。
本文旨在研究基于储备池计算的混沌同步保密通信，通过分析其原理、方法和应用，为未来的研究提供参考。
二、混沌同步保密通信原理混沌同步保密通信基于混沌系统的复杂性和敏感性，通过发送端和接收端之间的混沌信号同步，实现信息的加密传输。
其基本原理包括混沌信号的产生、传输、接收和解密等过程。
在发送端，通过非线性动力学系统产生混沌信号，将其与待传输的信息进行调制，形成加密的混沌信号。
在接收端，通过与发送端相同的非线性动力学系统，实现混沌信号的解调和信息解密。
三、基于储备池计算的混沌同步方法储备池计算是一种新兴的神经网络计算模型，具有强大的非线性处理能力。
本文提出了一种基于储备池计算的混沌同步方法。
该方法通过构建储备池神经网络，将混沌信号作为输入，通过神经网络的非线性处理，实现混沌信号的同步。
具体步骤包括：1. 构建储备池神经网络。
根据实际需求，设计合适的神经元和连接权重，构建储备池神经网络。
2. 训练神经网络。
利用已知的混沌信号，对神经网络进行训练，使其具备对混沌信号的处理能力。
3. 实现混沌同步。
将待同步的混沌信号作为输入，通过储备池神经网络的非线性处理，实现混沌信号的同步。
四、实验与分析为了验证基于储备池计算的混沌同步方法的有效性，我们进行了实验分析。
实验中，我们采用了Lorenz系统和Henon映射两种典型的混沌系统作为发送端和接收端的非线性动力学系统。
通过比较不同方法下的混沌同步效果，我们发现基于储备池计算的混沌同步方法具有更高的同步精度和更强的抗干扰能力。
此外，我们还对不同参数下的混沌同步效果进行了分析，为实际应用提供了参考。
五、应用与展望基于储备池计算的混沌同步保密通信具有广泛的应用前景。
首先，它可以应用于军事和国防领域，保障信息传输的保密性和安全性。
混沌保密通信关键技术研究
混沌保密通信关键技术研究混沌保密通信是一种基于混沌理论的信息安全传输技术，它利用混沌系统的复杂性和不可预测性，实现了对通信信号的加密和解密。
在本文中，我们将介绍混沌保密通信的关键技术，包括混沌加密算法、混沌同步和混沌调制等。
混沌加密算法是混沌保密通信的核心技术之一，它利用混沌系统的动态行为来生成加密密钥。
根据不同的加密方式，可以将混沌加密算法分为以下几种：这种算法利用混沌映射的特性，生成一组随机的加密密钥。
其中，常用的混沌映射包括Logistic映射、Tent映射、Henon映射等。
通过将明文信息映射到加密密钥上，可以实现加密和解密过程。
这种算法利用混沌流密码的特性，通过对明文信息进行逐比特混沌加密，生成密文。
常用的混沌流密码包括基于M-序列的混沌流密码、基于线性反馈移位寄存器的混沌流密码等。
这种算法利用混沌密码学的原理，通过对明文信息进行加密和解密处理，实现加密通信。
常用的混沌密码学算法包括基于离散混沌映射的加密算法、基于连续混沌映射的加密算法等。
混沌同步是混沌保密通信的关键技术之一，它利用两个或多个相同的混沌系统，实现它们之间的信号传输和同步控制。
在混沌保密通信中，利用混沌同步技术可以实现信号的准确接收和传输，从而保证通信的可靠性。
根据不同的同步方式，可以将混沌同步技术分为以下几种：这种同步方式是指两个或多个混沌系统在外部控制下完全相同，它们的运动轨迹和动态行为完全一致。
通过完全同步技术，可以实现信号的准确传输和接收。
这种同步方式是指两个或多个混沌系统在外部控制下实现相关关系的保持或者恢复。
广义同步技术可以应用于信号传输和处理的各个方面，包括信号调制、解调、同步等。
这种同步方式是指将两个或多个混沌系统的状态变量投影到某个子空间上，使得它们在该子空间上的投影点重合。
通过投影同步技术，可以实现信号的准确解码和接收。
混沌调制是混沌保密通信的关键技术之一，它利用混沌系统的复杂性和不可预测性，实现了对信号的调制和解调。
基于混沌系统的加密通信技术研究
基于混沌系统的加密通信技术研究随着信息化时代的不断发展，网络信息安全问题变得越来越重要。
在各种机密通讯中，保护信息的安全性就显得尤为重要。
而基于混沌系统的加密通信技术则成为了最重要的加密方式之一。
1、什么是混沌系统混沌系统是一种非线性动力系统，异于传统的线性系统。
它能在较短的时间内出现无限小的初始条件差异所造成的巨大种种变化，由此形成随机性。
混沌系统渐渐应用到了通信领域，如混沌扩频技术、混沌同步技术等。
因为混沌性质的不可预测性和抗干扰等特点，基于混沌系统的加密通信逐渐被广泛研究，可应用于众多领域，如航空空间通信、遥感通讯等。
2、混沌加密通信技术的优势基于混沌系统的加密通信技术有其独特的优势和特点。
相较传统加密技术，它具有如下优势：（1）高保密性混沌运动过程的不可预测性是非常强的，因此基于混沌系统的加密通信技术提供了更高的保密性。
（2）抗干扰性混沌信号的特点是自扰，且在传播过程中表现出非常强的抗干扰性。
因此，即使在有干扰信噪比（SNR）的复杂环境中通讯，其信号依然相对较稳定。
（3）更快的加密与解密速度混沌系统混沌迭代运算速度非常快，整体加密速度也快得多。
3、混沌加密通信技术的实现基于混沌系统的加密通信技术可分为两种步骤：混沌加密和混沌解密。
（1）混沌加密先根据明文码流生成一个混沌序列，然后与明文进行异或操作以生成密文码流。
该操作是在固定初始参数（如：起始量、混沌常数等）下迭代产生，使得生成的随机序列具有自扰性质。
（2）混沌解密接收方将接受的密文码流与其生成的混沌序列进行异或，就得到了明文码流。
基于混沌系统的加密通信技术有很多花样，例如用差分方程进行加密、使用基向量方法等等。
这里我们以典型的混沌扩频技术为例。
4、混沌扩频技术混沌扩频技术基于混沌系统中的自扰性质设计，应用于数字通信中实现加密通信，同时具有很强的盲源性（即与加密算法无关，与加密系统的具体信息也无关）。
采用混沌扩频技术的加密通信系统，可以分为发射端与接收端。
《基于储备池计算的混沌同步保密通信研究》范文
《基于储备池计算的混沌同步保密通信研究》篇一一、引言随着信息技术的快速发展，保密通信技术已经成为保障信息安全的重要手段。
其中，混沌同步保密通信技术因其良好的安全性和保密性受到了广泛关注。
储备池计算作为一种新兴的计算模式，在混沌同步保密通信中有着广泛的应用前景。
本文将基于储备池计算的混沌同步保密通信进行深入研究，为提升信息安全保障能力提供新的思路。
二、混沌同步与储备池计算概述2.1 混沌同步混沌同步是指通过非线性动力学系统的复杂行为实现不同系统间的同步现象。
在通信领域，混沌同步技术被广泛应用于信号传输和加密解密过程中，其优点在于具有较高的安全性和抗干扰能力。
2.2 储备池计算储备池计算是一种基于神经网络的计算模式，通过构建一个具有储备池的循环神经网络实现计算功能。
储备池中的节点具有非线性激活函数，可以模拟人脑神经元的复杂行为，具有较强的计算能力和鲁棒性。
三、基于储备池计算的混沌同步保密通信研究3.1 研究思路本文将研究如何将储备池计算与混沌同步技术相结合，实现保密通信。
首先，通过构建具有储备池的循环神经网络实现混沌信号的生成和传输；其次，利用混沌同步技术实现接收端对发送端信号的同步恢复；最后，通过加密解密算法对传输的信号进行加密解密，提高通信安全性。
3.2 研究方法本研究将采用理论分析、仿真实验和实际测试相结合的方法。
首先，通过理论分析研究储备池计算和混沌同步的基本原理和特性；其次，通过仿真实验验证储备池计算在混沌同步保密通信中的应用效果；最后，通过实际测试评估系统的性能和安全性。
3.3 实验结果与分析通过仿真实验和实际测试，我们发现基于储备池计算的混沌同步保密通信系统具有良好的安全性和抗干扰能力。
在信号传输过程中，储备池计算的引入可以有效提高信号的抗干扰能力和鲁棒性，同时混沌同步技术可以实现对发送端信号的精确恢复。
此外，通过加密解密算法对传输的信号进行加密解密，可以进一步提高通信的安全性。
四、结论与展望本文基于储备池计算的混沌同步保密通信进行了深入研究，发现该技术具有良好的应用前景和实际意义。
混沌密码技术在网络通信中的应用研究
混沌密码技术在网络通信中的应用研究网络通信在现代生活中扮演着越来越重要的角色，随着网络威胁的不断增加，安全问题已经成为网络通信中亟待解决的技术问题。
混沌密码技术作为一种新型的加密方法，其特殊的非线性特性可以将加密算法更加复杂化，从而增强安全性。
然而，混沌密码技术仍然面临着一些挑战，如混沌信号的发生器开销、位移的对称性以及密钥共享等问题。
本文将综述混沌密码技术在网络通信中的应用研究。
第一部分：混沌密码技术概述混沌密码技术是基于混沌现象的密码技术，混沌现象是一种奇妙的非线性现象，表现为系统输出的时间序列看起来随机且不可预测。
混沌密码技术利用了混沌系统在数学上的特殊非线性特征，构造非线性函数或动力系统模型来实现加密算法。
混沌系统可以通过以下公式来描述：Xt+1 = f(Xt)其中Xt为混沌系统在时刻t的状态，f()为一个非线性函数。
任意微小的初始条件变化都会产生完全不同的输出，这种结果表明混沌系统是一种极其敏感且不可预测的系统，这种特性使混沌系统成为密码学中的重要研究方向。
第二部分：混沌密码技术在网络通信中的应用混沌密码技术在网络通信中可以用于数据加密、密钥协商、数字签名等方面。
在网络数据传输中，混沌密码技术可以通过对数据进行混沌变换实现数据加密。
具体来说，将明文输入到混沌发生器中，生成混沌序列作为密钥进行加密，接收方通过同样的混沌发生器、初始值以及参数来生成相同的混沌序列进行解密。
混沌密码技术在密钥协商中也有广泛的应用，混沌系统可以用于产生随机数或密钥，将密钥共享的过程转化成了混沌系统的状态同步过程。
混沌密码技术作为一种轻量级的加密方法，被广泛应用于物联网、无线传感网络等环境中。
第三部分：混沌密码技术所面临的挑战虽然混沌密码技术在网络通信中具有很好的应用前景，但是它仍然面临着一些挑战。
首先，混沌信号的生成需要复杂的算法，而且发生器开销大，这就限制了混沌密码技术的实用性。
其次，混沌信号存在对称性问题，容易抵御单束射频干扰。
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值得强调指出
实际上,现代数字通信系统的各个主要 环节上都可以利用混沌的特性，涉 及数字加-解密、信道编-解码、信号 调制-解调、多址接入等，包括：混 沌遮掩、混沌开关、同步与非同 步、相干与不相干方法。
关注未来互联网的发展
首先2000年始于美国研究，2007年以来美、欧、日等 开展了大规模研究，特别是对未来互联网的安全问题的 研究。日本在人工智能方面具有优势。韩国在宽带网接 入和未来宽带网的架构上走在世界前沿，以色列和美国 把研究重点在于理论到实际技术的转化上。 未来互联网的安全技术研究目前仍维持在密码技术适应 网络进展的层面，随之开展的研究有:专门的未来智能 互联网密码、光量子密码、纳米节点密码也将成为研究 的重点。从2009-2010年全球信息技术报告看，瑞典 继丹麦后成为全球网络经济的领头羊。现在全球鼓励可 持续的数字高速公路，并且对未开放的空间进行超高速 宽带连接。进而将包括云计算和虚拟网络经济。
标志之二
1998年研究几何与混沌的麦克· 马伦 获菲尔兹奖。各国混沌成果奖.
历史 回顾
标志之三
国内外多次出版混沌通信专刊和专著 各种混沌应用专利遍及众多领域。我
国有些项目获得国家省部级奖励
混沌应用稳健发展的第二个标志
1998年研究几何与混沌的柯蒂斯· 麦克· 马伦(Curtis T McMullen)获菲尔兹数学 奖，雄辩说明了混沌科学理论的重要 地位。混沌和分形理论密不可分，混沌 、分形理论、计算机理论和现代通信理 论的结合在混沌保密通信中发挥了重大 作用，应用前景巨大。 柯蒂斯· 麦克· 马伦，美国人，哈佛大学 数学系教授。在1998年德国柏林获得菲 尔兹数学奖。
致谢
赵耿、丁群和罗哓曙等教授多年在混沌及其应用 方面进行了合作研究. 陈关荣教授等经常提供宝贵的文献资料 李永和刘强等研究生协助专利调研， 广大网友在“复杂网络论坛”上经常交换最新信 息，在此一并谨表谢意。
本课题得到国家自然科学基金项目的资助（批准 号：60871087）。
欢迎批评指导！
未来互联网涵盖的范围包括光节点、前向路由、存储 、处理簇、传感领域、无线环境在网络管理架构下的 实施。 在未来结构体系下的安全技术研究，令人注意的是， 美国的AES、SHA3项目，欧洲的ECRYPT I 、 ECRYPT II 项目，日本、韩国也有开放式的安全技术 研究，特别是日本对欧洲安全技术的追踪为全世界提 供了前沿信息和参考。 我国作为量子传输初步实现的光纤宽带网技术本身， 已经超过了俄罗斯。随未来互联网的进展，密码肯定 将有本质的变化，不仅是光量子密码，而且包括纳米 密码等一系列课题都极具挑战性，任重而道远。
宽带无线混沌通信系统
7 OFDM调制的宽带无线通信 8
超宽带高速全光混沌通信
9
10
混沌键控的超宽带通信
专利发展
展望
实
用
化
20年来混沌不仅在保密通信 正在接近实用化，而且在众 多领域有着广泛的应用。需 要继续加强向实用化进军！ 与百余年传统现代通信比较 它还很年幼,发展前景美好!
网络信 今后特别关注网络信息安全 息安全 与混沌加密相结合的研究， 必将迎来更广阔而美好的混 沌应用发展前景。
/~ctm/
混沌保密通信和 密码学正在迈进 实用化
我国面临网络 信息战的空前挑战 网络中心战： 美军网络战司令部
研究 概况
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数字化混沌通信
时空超混沌通信 频分复用混沌光通信 混沌通信中的噪声影响
若 干 重 要 课 题
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混沌分形与高性能混沌流密码
实际的密码技术应用，美国强调的是可编程技 术，而欧洲和以色列强调的是智能、自动化和 半自动化的应用。如果我国统筹计划好并加大 经费投入，我国不仅挤入宽带网较先进行列， 而且密码和密码应用技术研究也将挤入国际竞 争行列. 我们相信，我国必将在下一次互联网领域有所 作为，对未来互联网作出自己有特色的贡献。
混沌通信研究的若干进展
方锦清
中国原子能科学研究院 2010、7、26
报告提纲
一.历史回顾及研究概况
二.若干主要课题和关键技术(10) 三.展望：研究方向与发展前景
保密通信简介
通信是国家的生命线，网络时代更需要保密通信
20年来稳健发展的重要标志
标志之一
国际上积极推进了一系列混沌保密 通信的重大研究计划，并取得了长 足进展和丰硕的成果。