第六章混沌同步及保密通信

高保密性的时变参数混沌同步通信方法

ＣＨＥＢｉＬＵａｇｈ，ＺＮｎ，ＩＧｕｎ－ｕＨＡＮＧｎＹｏｇ，ＺＨＯＵｅｇＯＺｈｎ —Ｈ
（ｃｏｌｆｌｔｎｃＥ￣ｎｅｎｎｖｏＥｅｔｎＳｉＴｅ．ｆｈｎＣｅｇｕ６５）ＳｈｏＥｅｒｉｎｅｆｇＵｉ．ｆｌｒ．ｃ．ｅｈｏＣｉａｈｎｄ１０４ｏｃｏｉｃｏ＆０
ｓｃｅｅａａｅｅｓｅｒｔｙｐｍｔｒｋｒ
近年来，利用混沌同步信号作为载波进行保密通信受到广泛关注【】１。保密性【－５６－是制约混沌同步
保密通信实用化的主要障碍之一。混沌同步系统的参数敏感性，使混沌同步通信系统有了被破译的突破口，系统较容易被破解。本文针对参数敏感性，提出了一种时变参数的混沌同步保密通信方法，提高了保密性。
Ｖ＿．６ＮＯ２０３１．Ａｐ．０７ｒ２０
２００７年４月
高保密性的时变参数混沌同步通信方法
陈滨，刘光祜，张勇，周正欧
（电子科技大学电子工程学院成都６０５）１０４
【摘要】提出了一种时变参数混沌同步保密通信方法，极大地提高了混沌同步的通信保密性，使目前的各种破译手段均无法破译该方法；并基于ｃｕ电路进行了仿真。采用该方法进行混沌同步通信，击败了目ｈａ前各种破译手段的攻击，证实了其
式中
ＱＸｔ一（）厂（，０ｎ）ｆ（（ｒ＝（ｆ｛（＋ｒｌ＝）））“ ｒ
１２…，）一ＱＷ（（一（），，）Ｘｏｆｆ））Ｘｏｆ∈ （）、（）２（ ∈ 分别为驱动、响应ｒ）

耦合系统的混沌同步及其在保密通信中的应用

（）一ｆＹ＋Ｄ（（，）ｘ— ｙ）
（）３
其中，， ∈Ｒ” 系统状态，为耦合矩阵．（）２Ｙ７为Ｄ式２为目标系统，（）受控系统．义混沌同步误差ｅ式３为定＝ＹＸ，沌同步的目标是，取适当的耦合参数，＝－混＝选使得对于任意的初始值ｚ（，（）都满足０）０，
０引言
自从Ｌｒｎ提出著名的Ｌｒｎｏｅｚｏｅｚ混沌系统以来，沌作为一种复杂而有趣的现象，起了数学家、理｝昆引物
学家的极大关注，速成为非线性科学中的一个重要课题．１９迅在９０年Ｐｃｒ，ａｒｌ发现混沌同步现象口ｅｏａＣｒｏｌ
２一一２＋１＋ｄ（ｃ一２１３２）３一一３＋ｌ＋ｌ２＋ｄ（一３ｌｘ３）（）４
其中ｄ为耦合系数．令ＰＰ，２ｅ］，中ｅ：ｌ１ｅ一～２ｅ：一ｚ＝［ｌｅ，３Ｔ其１ —ｚ，２２，３３３
（）１
当参数ａ．５６０ｃ，＝０１时，一４１，—１，一４ｄ．其混沌吸引子如图１所示．
２Ｗａｇ系统的耦合同步ｎ
２１问题描述．
设动力学系统有以下状态方程描述：
叠（）一ｆ（￡￡ｘ，）（）２
２０年，中科技大学的王琳等人发现了一个新的混沌系统嘲．０８华以下简称这个系统为Ｗａｇ系统，数ｎ其

混沌同步的理论与应用研究

混沌同步的理论与应用研究混沌理论是近年来兴起的一种新的科学理论，它的出现对于科学技术的发展起到了重要的推动作用。

混沌同步作为混沌理论的重要分支之一，其理论研究和应用价值也越来越受到学者和工程师的关注。

本文将介绍混沌同步的理论和应用，探讨其在各个领域的研究和进展。

一、混沌同步的基本概念混沌同步是指在两个或多个混沌系统之间，通过某种方式使它们的演化趋势发生同步，使它们之间的状态保持一致。

混沌同步的本质在于通过控制某些变量的值，使得混沌系统之间的输出信号同步，从而达到某种控制的目的。

混沌同步有很多种形式，其中最常见的是完全同步和广义同步。

完全同步是指两个混沌系统在所有时间点上的状态都一致，广义同步则是指两个混沌系统的输出信号在某种意义下保持同步，但彼此之间可能具有一些差异。

不同种类的混沌同步形式在实际应用中都具有一定的价值。

二、混沌同步的实现方法混沌同步的实现方法有很多种，其中比较常用的方法包括反馈控制同步、耦合同步、自适应同步等。

反馈控制同步是指通过反馈控制方式，使得两个混沌系统之间的差异最小化，从而实现同步。

在实际应用中，反馈控制同步是最为常见的混沌同步方式。

耦合同步则是指通过在两个混沌系统之间引入相互耦合作用，从而实现同步。

在实际应用中，耦合同步常常被用于多个物理系统之间的同步控制。

自适应同步则是指通过调整两个混沌系统之间的参数，从而实现同步。

自适应同步的优势在于能够自动调节参数，适应不同的环境和应用场景。

三、混沌同步的应用领域混沌同步作为一种有广泛应用价值的控制技术，已经被广泛应用于很多领域。

下面将介绍混沌同步在通信、图像处理、生物医学、机器人控制等领域的应用。

1. 通信领域混沌同步在通信领域的应用主要体现在保密通信和传输控制方面。

通过混沌同步技术，可以实现高度保密的通信，避免信息泄露和攻击。

此外，混沌同步技术还可以用于控制传输速率，从而有效控制网络拥塞和服务质量。

2. 图像处理领域混沌同步在图像处理领域的应用主要体现在图像加密和压缩方面。

混沌同步及其在保密通信中的应用

计算机仿真显示了方案的有效性。最后给出三种同步通信安全分析方法并用于方案的安全性研究。关键词：保密通信；混沌同步；功率谱；非线性观测器
中图分类号：Ｔ３１Ｐ０文献标志码：Ａ文章编号：１０ —６５２０）５０２－３０１３９（０７０ — １７０
０引言
目前利用混沌达到保密通信的主要途径有计算机网络、电
Ｙ＝【，（）／Ｙ５ｔ）
其中，（）Ｓｔ为所选的某种驱动变量。构造误差状态方程为
＝厂５￡）一（ —ｅ５￡）＿，（），（，（）
路与系统以及激光系统。其中以电路与系统研究得最多而且
Ｃｏｇｉｇ４Ｏ４ｈｎｑＯ０４，Ｃｉａｎｈｎ）
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｂｓｄｏｅａｌｄｉｔｏｕｔｎｔｈｕｐｓｓａｄｍｅｈｄｆｈｏｉｓｎｈｏｉｔｎ，ｐｃｌｌｇｓｎｈｏｉａｉｎａｅｎｄｔｉｒｄｃｉｏｔｅｐｒｏｅｎｔｏｓｏａｔｙｃｒｎｚｉｅｎｏｃｃａｏａｔｉａ —ｙｃｒｎｚｔｙａｏｅｃｙｔｎａｐｏｃｐｌｄｔｈｈｏｉｅｕｅｃｍｍｕｉａｉｎｗａｒｐｓｄａｄｔｅｅｆｃｉｅｅｓｏｈｒｐｓｄｓｈｍｅｎｒｐｉｐｒａｈａｐｉｏｔｅｃａｔｓｃｒｏｏｅｃｎｃｔｓｐｏｏｅｎｈｆｔｎｓｆｔｅｐｏｏｅｃｅｏｅｖｗｓｓｏｎｂｏｕｅｉｌｔｎＦｎｌｒｅｓｃｒｙａａｙｉｇｍｅｈｄｅｅｇｖｎａｄａｐｉｄｉｈｃｅ．ａｈｗｙｃｍｐｔｒｓｍｕａｉ．ｉａｌｔｅｅｕｉｎｌｚｎｔｏｓｗｒｉｅｎｐｌｎｔｅｓｈｍｅｏｙｈｔｅＫｅｒｓｅｕｅｃｍｍｕｉａｉｎ；ｃａｔｙｃｒｎｚｔｎ；ｐｗｒｓｅｔａｎｎｉｅｒｏｓｒｅｙｗｏｄ：ｓｃｒｏｎｃｔｏｈｏｉｓｎｈｏｉａｉｃｏｏｅｐｃｒ；ｏｌａｂｅｖｒｎ

混沌自同步序列发生器和数字语音保密通信

ｃｏｍｍｕｎｃｔｏｓｉｐｅｅｔｄａｄｔｅｒｓｌｓＩｅｓｔｆｃｏｙｉａｉｎｉｍｌｍｎｅｎｈｅｕｌｒａｓａｔｒ．ｉ
１ｙｗｏｄｌＣｈｏ；ＳｃｒｍｍｉｉａｉｒｙｃＩｎＺｔｎｅＬｙｃｒｎｕｒａｃｐｅＫｅｒｓａｓｅｕｅｏｃｉｃｔ；ＳｎｈＯｉａｉ；Ｓｌｓｎｈ０ｏｓｔｅｍｉｈｒｎｏｏｓ
效果。
ｔ自同步混沌数字加密器结构设计
在传输过程中。不可避免会出现错误。为了提高解密系统恢复的可靠性，我们设计一种基于自同步序列密码的混沌加密方法。
文赫标识码：Ａ
中国分类号：Ｔ９Ｎ
混沌自同步序列发生器和数字语音保密通信
胡国杰。冯正进
（上海交通大学机槭工程学院，上海２０３）０００
摘要：提出一种基于自同步序列密码的棍沌加密系统，并将产生的混沌序列用于数字语音保密通信。对该混沌序列进行了随机性测试。同时利用汁算机网络实现一十数字语嚣簪
为了分利用沌系统良好的密码学特性，我们只要采充混用一种加密性能根好的混沌函数作为输出函数。就可以得到种混沌加密系统。在这种加密结构中。密器的结构为加解密器的逆系统，因此能够完全恢复信号。
一
试验系统，并利用上述混沌序歹进行通信实验，获得满意的Ｕ
当前混沌现象的应用研究已越来越受到人们的重视，并
成为混沌研究的重要发展方向之一．其中混沌保密通信技术
状态后产生伪随机序列。自同步流密码传输过程中有一位出

混沌细胞神经网络的自适应同步及其在保密通信中的应用

２同步控制器设计
设尸表示如下Ｒｃａｉ程式（）的正定解：ｉｃｔ方６
Ｃ —ＰＣ＋．Ｐ２－ｏＬｒ
一 —
Ｐ＋０Ｑ：
。
（）６

ｌ一
其中￡＝ｄａ（，，，，Ｐ，Ｌ和Ｑ为正定矩阵。ｉｇ１ … ）２定理１在如下自适应控制律式（）７：
明，该方法所设计的自适应控制律具有良好的控制效果。
关键词：混沌同步；细胞神经网络；Ｌａｕｏｙｐｎｖ稳定性理论；Ｂａｂｌｔ引理；自适应同步；混沌遮掩ｒａａ
中图分类号：Ｔ１３Ｐ８文献标志码：Ａ
般的混沌系统都具有确定性，对初始条件的
敏感性、混合性、快速衰减的自相关性、长期不可预测性和伪随机性等基本特性。混沌系统的动力学行为极其复杂，难以重构和预测，具有天然的隐蔽性，适合作为保密通信的载体。因此混沌成为保密通信领域中的一个研究热点Ｊ。细胞神经网络是由Ｃｕｈａ和Ｙｎａｇ在１８９８年首次提出的，它的同步也得到了广泛的研究，在许多领域得到了成功的运用［１。文献［】用自适应控９３－］９运制方法设计控制律实现了一类带有微小不确定性的

混沌保密通信实验电路设计

ｓａｃｄ．ＢａｅｈｅｏｉｎａｅｒｈｅｓｄｏｎｔｒｇｉｌＣｈｕｉｃｉ，ｔｓｐａｅｔｏｒａｄａｍｏｄｆｅＣｈｕａｃｒｕｉｔｓｉｕａｅａｃｒｕｔｈｉｐｒｐｕｓｆｗｒｉｉｄｉｃｔｗｉｈｔｍｌｔｄｉｄｕｔｎｎｃｏｒａｄＲＣｒｌｅｔｕｔｅａｄａｐｉｔｉｔｍｕａｅｏｍｕｎｃｔｏｉｃｉ．Ｔｈｅｒｓｔｖｏｔｏｎｙｐａａｌｌｓｒｃｕｒｎｐｌｉｎｓｉｌｔｄｃｍｅｓｉａｉｎｃｒｕｔｅｕｌｓｈａｅｎｌ
，
●
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１
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上ｅｄｓｇｌｅｐｒｍｅｔｃｒｕｔｏｈｏｍｅＵｅｃｎｒｕａｌｎｈｅｉｎｏｘｅｉｎｉｃｉｓｔｒｃａｔｓｃｒ０１ｍｃｔｎｏ
ＭａＬｉｇｎ，ＹａｉｙｎｇｎｉｏＹｎｇｉ（ｌｇｆＥｌｃｒａｎｉｅｒｎ，ＺｅｉｎｉｅｓｔＣｏｌｅｏｅｔｉｌＥｇｎｅｉｇｈｊｇＵｎｖｒｉｅｃａｙ，Ｈａｇｈｕ３０２，Ｃｈｎ）ｎｚｏ０７１ｉａ
ｍｏｒｏｂｕｔａｏｓｔａｖｒｍｐｒａｏｕｎｔｏｎｆｈａｔｃｓｎｃｏｎｚｔｏｎｃｅｒｓｓｔｅｅｙｉｏｔｎｔｆｄａｉｏｒｃｏｉｙｈｒｉａｉｏｍｍｕｃｔｏｎｎｉａｉ．Ｋｅｒｓ：ｃｏｓ；Ｃｈｕｉｃｉ；ｓｍｕｌｅｎｄｔ；ｓｃｅｃｍｕｃｔｏｎｙｗｏｄｈａａｃｒｕｔｉａｔｄｉｕｃｏｒｅｕｒｏｍｎｉａｉ

Chen系统的混沌同步及其在保密通信中的应用

Ｋｅｗｏｄ：Ｃｅｙｔｍ，ｅｂｃｈａＣａｓｃｎｒｌｎｕｓｂｅｅｕｌａｉｎｐｉｔｌｔｒｇｙｒｓｈｎｓｓｅｆｄａｋｔｅｌｗ。ｈｏｏｔｌｇ，ｎｔｌｑａｉｔｏｎ，ｉｉｅｏｉａｚｏｍｉｎ
提出了混沌自同步方案（Ｐ即Ｃ法），［１后一些学者对混沌同１。此２
步又做了深入的研究口］其中，ｒｄ和Ｋｐｔｎｋ等推广了－。５Ｍｕａｉａｉｉａａ
Ｃｎｌ和Ｐｃｒ的工作，出了单向耦合同步法，ｏ＇ｌｏｅｏａ提即通过 … 个单向状态变量的耦合实现两个相同的？沌系统— — 驱动一应昆响
维普资讯
Ｃ一ｈｎ系统的混沌同步及其在保密通信中的应用ｅ
江山明武相军康丽
（中国农业大学信息与电气工程学院，北京１０８）００３（大连理工大学电子与信息工程学院，大连ｌ６２）１０４
ＴｈｅｙｔｍａｓＳｎｈｒｎｕｍｍｕｉａｉｎｅＣｈｎＳｓｅＣｈｏｙｃｏｏｓＣｏｎｃｔｏｓ
ａｄＡｐｌａｉｎｎＣｏｆｄｎｅｎｐｉｔｓｉｎｅｃｃｏｉ
ＪａｇＳａｍｉｇＷｕＸｉｎｉｎＫａｇＬ ‘ ｉｎｈｎｎａｇｕ２ｎｉ（ｏｅｅｏｎｏｍｔｎａｄＥｅｔｃｌＥｇｅｒｇＣｉａＡｒｕｔｒｌＵｉｒｉ，ｅｉｇ１０８）ＣｌｇｆＩｆａｉｎｌｒａｎｉｅｉ，ｈｎｇｉｌａｎｖｓｙＢｉｎ００３ｌｒｏｃｉｎｎｃｕｅｔｊ（ｃｏｌｏｌｃｏｉＳｈｏｆＥｅｔｎｒｃ＆ＩｆｒｔｎＥｇｎｅｉｇＤｌｎＵｉｒｉｆＴｃｎｌｇ，ａａ１０４ｎｏｍａｏｎｉｅｒ．ａａｎｖｓｙｏｅｈｏｙＤｌｎ１６２）ｉｎｉｅｔｏｉ