基于隐蔽信道的混沌直扩跳码通信
基于CNN的混沌参数扩频调制数字保密通信系统
基于CNN的混沌参数扩频调制数字保密通信系统袁开艳;李丽梅【摘要】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.%A spread spectrum digital secure communication system via chaotic parameter modulation based on cellular neural network(CNN) is proposed in this paper. At the transmitter, the CNN chaotic signal is used as the carrier, and one parameter of the CNN is modulated by the transmitted digital signal in its chaotic region as CNN iterations are carried on. At the receiver, the transmitted digital signal is recovered by using the generating rule of CNN chaos through some simple signal processing operations. The implementation of the system is much easier because the chaotic synchronization is no longer needed. The simulation and analysis results show that the proposed CNN spread spectrum digital secure communication system via chaotic parameter modulation is excellent on the secrecy, and its bit-error rate is much lower than those of other conventional chaotic parameter modulation communication systems because of the spread spectrum processing.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(035)004【总页数】4页(P489-492)【关键词】混沌;混沌参数调制;扩频;保密通信【作者】袁开艳;李丽梅【作者单位】九江学院电子工程学院,江西九江 332005;九江学院图书馆,江西九江 332005【正文语种】中文【中图分类】TN914.2混沌信号具有宽带类噪声特性，因此特别适合应用于保密通信领域［1］。
混沌与保密通信教材
只占用一个模拟话路，但保密机的保密度不会很高，
因而只能在一定范围内作为战术保密机使用。
话音保密的分类
• 模拟式保密 • 数字式保密 • 模-数-模式保密 • 数字式保密的特点
数字式保密机
数字通信是现代通信的发展方向之一， 是有客观需要以及本身所具有的优点决定的， 而数字式保密机用于数字通信之中，也是现 代保密通信研究的重点。
要的还是依靠信息保密技术来实现。
保密通信的分类
• 线路保密技术。
• 信息保密技术。
• 信息保密技术研究的重点是不让敌方译出本 方的通信信息，即烟酒如何对传输的信号进行变 换和加密 解密。这样在通信过程中，敌对方虽 然可通过各种方式窃收到本方的信号，但却解不 出信号的真是内容。
• 信息保密技术包括密码电报、密码电话和通 信保密技术等等。通信保密机包括话音保密机数 据保密机、传真保密机、图像保密机、电报加密 机等等。
d.数字传输要求占用的信道较宽，传输 同样的信息，要比模拟频带宽几倍以上。
在数字保密通信中，最关键的是要有一 个可靠的数字密码产生器，产生随机的或伪 随机的密码信号。并可人为地把密码做的非 常复杂，把周期做得很长很长，因而保密度 饿可以达到很高的水平。目前密钥量和密钥 周期已达到了10的数十几次乃至数万次的数 量级，也就是天文数字量级。同时，平均保 密也可靠保密的时间也已达到了天文数字量 级。
现代通信技术进展
第十一讲：混沌与保密通信
一、保密通信的特点与分类
1.保密通信应用广泛。 2.保密通信技术在不断提高。 3.保密通信的分类。
一、保密通信的特点与分类
1.保密通信应用广泛。 2.保密通பைடு நூலகம்技术在不断提高。 3.保密通信的分类。
1.保密通信被广泛地应用。由于保密通信会 涉及到国家和军队的最大利益，因此不仅在政府 机关和军队内，而且在外交 科研 商业 情报等各 部门也都是用了保密通信的设备，特别是在充满 竞争意识和高度商业化的西方，保密通信设备更 加得到了广泛地应用。
一种抗盲检测的直扩隐蔽信号设计方法
一种抗盲检测的直扩隐蔽信号设计方法谢岸宏;朱立东;翟继强;李雄飞【摘要】直扩信号具有抗干扰抗截获能力,在电子对抗、卫星通信、测控数传等方面有重要的应用价值.考虑到采用固定PN码、跳码和可变符号周期混沌序列等来提升信号抗截获能力的方式较为单一,本文将大信号掩盖技术与直扩技术结合,提出了一种增强信号隐蔽性的波形设计方法.将不同保密级别的数据分级调制实现大信号掩盖小信号,并从功率和周期两个方面对波形参数进行设计,突出大信号参数特征,隐藏机密信号特征.仿真表明设计的信号波形可抵抗常规盲检测,同时通过设置合理的波形参数可使机密信号的解调损失小于0.5dB.【期刊名称】《电子学报》【年(卷),期】2018(046)012【总页数】7页(P2817-2823)【关键词】通信对抗;大信号掩盖;抗截获;直扩信号;波形设计;抗盲检测【作者】谢岸宏;朱立东;翟继强;李雄飞【作者单位】电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室,四川成都611731;电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室,四川成都611731;中国空间技术研究院西安分院,陕西西安710100;中国空间技术研究院西安分院,陕西西安710100【正文语种】中文【中图分类】TN914.421 引言直扩信号是一种传统的抗干扰抗截获信号，并在通信对抗中得到成熟运用[1].随着扩频信号检测技术的发展，使用固定PN码扩频的信号隐蔽性下降.针对这种情况，Heidari-Bateni G等[2]采用混沌序列替代PN码实现直接序列扩频，提升了信号在基于期望的盲检测技术下的抗截获能力.雷莉等[3]设计了一个混沌跳码直接序列扩频通信系统，利用混沌序列实现跳码，进一步提升信号的抗截获能力.Nguyen Xuan Quyen 等[4]提出了一种具有可变符号周期的混沌直接序列扩频方法，对扩频码符号周期进行设计，打破基本参数周期特征，增强信号抗检测能力.但仅通过对扩频信号本身的设计来保证抗截获性的方法较为单一，需对信号进行多维度设计.陈琦等[5]首次分析了大信号掩盖技术在信息安全中的应用，提出了用大信号掩盖技术来提升信号抗截获能力的基本方法.然而其没有对相关参数进行分析设计，并且也存在大信号功率浪费的问题.本文结合大信号掩盖技术与直扩技术，提出基于数据分级的大信号掩盖技术，并在大信号掩盖框架下，提出抗盲检测信号参数设计方案.采用大信号掩盖微弱机密信号传输的方式设计信号波形，可以抵抗常规盲检测及多天线截获，进而提高机密信号抗截获能力.下面将详细介绍基于数据分级的大信号掩盖技术、抗盲检测参数设计过程，分析机密信号解调损失.2 基于数据分级的大信号掩盖技术大信号掩盖技术是一种利用强功率、显著参数特征掩盖信道中的有用信号，增加非合作方截获有用信号的难度，保障信号抗截获性的技术.但大信号消耗功率仅用来提升有用信号的抗截获性，导致功率浪费.本文提出基于数据分级的大信号掩盖技术，该技术可充分利用发射端功率.基于数据分级的大信号掩盖原理如图1所示.如图1将单用户数据分级为普通数据和机密数据，普通数据调制成大功率信号s(t)，机密数据调制成功率较小的机密信号w(t)，然后将大信号和小信号叠加发送，发送信号表示为x(t)=s(t)+w(t)(1)其中，Ps和Pw分别为大信号和机密信号功率；信息序列波形ms(t)为为和Tw分别为大信号和机密信号的信息符号宽度，为矩形脉冲；扩频序列波形cs(t)为为和Twc为码片宽度，其中和fw分别为大信号和机密信号载波频率.合作方接收到信号r′(t)后，先进行大信号接收解调，然后自干扰抵消，最后完成机密信号的接收解调.非合作方截获信号为r(t)=x(t)+n(t)，其中n(t)为高斯白噪声.非合作方没有先验信息，对x(t)中具体信号成分未知，因此，非合作方在实现机密信息截获之前，需要对x(t)中的机密信号进行盲检测.发射端通过对大信号和机密信号波形参数的设计，利用大信号显著参数特征掩盖机密信号，可以增加非合作方截获机密信号的难度.大信号携带通信数据，避免功率浪费，同时掩盖机密信号，提升机密信号抗截获能力.3 抗盲检测参数设计3.1 功率参数设计在强干扰下，信号检测和接收的性能会大幅下降.相似地，采用大功率信号掩盖机密信号，大功率信号功率越强，非合作方对机密信号的盲检测性能越差，进而机密信号抗截获能力越强.但考虑到实际应用和硬件要求，大信号功率不能无限制增大.在获得较好的抗截获能力和合作方接收正常的前提下，需要找到功率比的最小值.因此，提出如下的方案：功率参数设计方案用大信号频带完全覆盖机密信号频带，同时设计大信号和机密信号的功率参数满足Ps/Pw≥η0，η0表示能够保证机密信号抗盲检测的最小功率比值.在盲检测技术中，能量检测法[6]、文献[7]算法和平方倍频法[8]等对信号功率参数依赖性较强，其中平方倍频法对信号功率较为灵敏，具有代表性.因此，以平方倍频法为例，对功率参数Ps和Pw进行适应性设计.工程中常用的平方倍频法如框图2所示.根据图2平方倍频法，输出信号可表示为z(t)=+Pscos(4πfst)+Pwcos(4πfwt)+BPF{n′(t)}(2)其中，t0≤t≤t0+Δt，n′(t)=n2(t)+[ s(t)+w(t)]×n(t).令d(t)=ms(t)mw(t)cs(t)cw(t)，d(t)可进一步化简为∑dl q(t-lTc)，dl∈{+1,-1}，Tc=min{Tsc,Twc}.则z(t)在频率正半轴通带范围内的频谱为Z(f)=z(t)e-j2πftdt,f≥0(3)其中，N′(f)对于任意的f都是一个复随机变量.若非合作方盲检测门限为β=α×max{|Z(f)|}，那么要实现机密信号在平方倍频法下的隐蔽性，则必须满足条件|Z(2fw)|<|Z(2fs)|，其中α为检测门限系数.将式(3)带入不等式得到|S2(2fw)+0.5PwΔt+V(2fw)+N′(2fw)|<α|W2(2fs)+0.5PsΔt+V(2fs)+N′(2fs)|(4)其中，2π|fs-fw|远大于|sin[2π(fs-fw)Δt]|，π|fs-fw|远大于|sin[π(fs-fw)Tc]|，故S2(2fw)和W2(2fs)可以忽略不计.令V=V(2fs)= V(2fw)，注意Δt数值相对较大，故不等式(4)可化简为(5)令γ=[1+4(Re{ V+ N′(2fs)}/(Δt×Pw)+| V+N′(2fs)|2/(Δt×Pw)2)]1/2，不等式(5)可化简为10lg(Ps/Pw)>10lg(1/α)dB+10lg(γ)dB(6)在设计功率参数时，保证10lg(η0)>10lg(1/α)dB+10lg(γ)dB，则可保证机密信号在平方倍频法下的抗盲检测能力.后续将在仿真中分析其它几种依赖功率参数的盲检测方法对信号的盲检测情况.3.2 扩频码周期参数设计当非合作方采用强干扰消除技术辅助信号截获时，功率压制不能保证机密信号的抗盲检测能力.本文提出周期参数设计方案，使机密信号在大信号残余信号下也能得到隐藏.周期参数设计方案扩频码周期参数设置为Tw=mTs，m=2,3,4…；码片宽度设置为Twc=kTsc，k=2,3,4….若大信号扩频码确定，当m/k足够大时，机密信号的扩频是一种特殊情况，即机密信号采用长周期序列扩频，例如：跳码扩频和深度扩频. 当Tw和Ts、Twc和Tsc之间构成整数倍关系时，依赖周期参数进行盲检测的输出表现为大信号成分完全掩盖弱信号成分，非合作方无法检测多个信号的存在.即使机密信号成分的脉冲可达检测门限，非合作方也只能检测到一个恒定的脉冲间距值，这个恒定的脉冲间距与大信号的参数特征相同.因此，在大信号被干扰消除的情况下，大信号残余依然可以保证机密信号的隐蔽性.相关检测[9]、功率谱二次处理[10]、循环谱法[11]、高阶累积量[12]等算法，本质上都是检测扩频信号的周期性(强周期和弱周期).以功率谱二次处理为例，验证以上方案的有效性，在后续仿真中，补充验证多个代表性算法下脉冲峰的分布情况. 功率谱二次处理是在信号功率谱的基础上进行傅里叶变换.故在此先考虑信号的自相关函数，分析信号功率谱.经过强干扰抵消和下变频处理后，接收信号的自相关函数为Ry(τ)=Rs′(τ)+Rw′(τ)+N0/2·δ(τ)·Rcw(τ)+N0/2·δ(τ)(7)其中，Δf=|fs-fw|.则功率谱Ss′(f)和Sw′(f)如下所示[13](8)(9)其中，Sa(x)=sin(x)/x，Ncs、Ncw分别为大信号和机密信号的扩频码码长.由于傅里叶变换具有线性性，接收信号的二次功率谱可表示为=|FT{FT{Ry(τ)}}|2=|FT{Ss′(f)}+FT{Sw′(f)}+FT{Sn(f)}|2≅(10)其中，v(h)为交叉项.中出现周期性三角脉冲，其脉冲中心位置为h=kTs和h=kTw，k=0,±1,±2,….当扩频码周期采用方案Tw=mTs，m=2,3,4…时，发现中三角脉冲的间隔恒为Ts，与大信号的参数特征相同，未发现机密信号的参数特征.因此，采用所提方案设计的机密信号可以抵抗基于功率谱二次处理的盲检测.4 解调损失分析在大信号掩盖下，机密信号的解调必然受到影响.下面分析机密信号解调BER(Bit Error Rate).机密信号在(i-1)Tw≤t<iTw内的波形wi(t)可表示为(2Pw)1/2·micw(t)cos(2πfwt)，那么机密信号一个比特的能量为Ebw=PwTw.若BPSK信号采用LPF(Low Pass Filter)基带接收，则经过机密信号解扩解调的输出信号为ri=(11)当大信号不存在时，ri只存在和两项.其中Ecw =Tw，可得由于可化简为(2Pw)1/2 mi Tw，当mi =-1时，则ri～N(-Tw(2Pw)1/2,2N0Tw)；当mi =+1时，则ri～N(Tw(2Pw)1/2,2N0Tw).信息传输中p(mi=-1)和 p(mi=+1)为0.5，系统机密信号BER为[14]pe=p(mi=-1)·fr(x)|mi=-1dx+p(mi=+1)·fr(x)|mi=+1dx(12)当大信号存在时，同理可得：当mi =-1时，则当mi =+1时，则根据式(1)和式化简为(13)令则机密信号第i个数据符号的错误概率为pe(i)=(14)当信号参数确定时，在[(i-1)Tw,iTw]内的大信号数据的随机性导致了具有随机性.其中，ms序列有2Tw/Ts种可能，ms的有限性决定了的随机取值集合Ω的有限性.当Tw/Ts较大时，Ω中元素虽然较多，但具有有限性，可以利用计算机蒙特卡洛仿真实验来分析具体信号波形相应的理论pe，如下所示(15)其中，L表示样本数.由于计算机仿真数据样本有限，当L≥100|Ω|时，仿真的BER 值具有参考意义.另外，根据式(14)可以看出，机密信号的BER和Ebw/N0、μs、η有关.在仿真实验中将具体分析这些参数对机密信号解调损失的影响.5 仿真实验实验1 仿真中大信号相关参数设置为：1/Ts=38.4kbps，Ncs=32，Tsc=1.2288Mcps，fs=90.8304MHz；机密信号相关参数设置为：1/Tw=19.2kbps， Ncw=64，Twc=1.2288Mcps，fw=90.95328MHz.信噪比SNR为机密信号相对白噪声的比值，采样率为908.304MHz.图3是平方倍频法(门限系数α=0.1)、能量检测法和文献[7]方法对机密信号的盲检测概率的仿真情况，图中能量检测法在有大信号存在的情况下基本失效，文献[7]方法本质上有一个强干扰抵消的过程，所以对机密信号盲检测效果最好，但是当Ps/Pw大于16dB时，却不能检测到机密信号.因此，10lg(η0)=16dB是一个可靠的参数，因此前文的功率参数设计方案在满足Ps/Pw≥16dB时，可以保证机密信号的抗盲检测能力.实验2 仿真中设置Tw=1.5Ts和Twc=1.5Tsc，盲检测算法对接收信号的处理输出如图4(a)、4(c)、4(e)所示.再考虑Tw=4Ts和Twc=2Tsc(满足前文提出的周期参数设计方案)，盲检测算法对接收信号的处理输出如图4(b)、4(d)、4(f)所示.图4(a)和图4(b)为二次功率谱盲检测输出，图4(c)和图4(d)为循环谱检测法频率为0Hz时的盲检测输出，图4(e)和图4(f)为四阶累积量盲检测法的四阶累积量二维切片输出.图4(a)、4(c)、4(e)中输出谱峰均存在多间隔值现象，此现象将导致非合作方检测到接收信号中信号成分不唯一，除大信号残留外还存在其它信号，进而机密信号的隐蔽性降低；图4(b)、4(d)、4(f)中输出谱峰的间隔均为唯一值，且参数特性符合大信号参数特征，机密信号得到隐藏，具有抗盲检测能力.实验3 仿真讨论大信号掩盖下不同参数对机密信号解调损失的影响.仿真中信号均采用BPSK调制方式，Ebw/N0取0dB～26dB，L=105.机密信号BER理论值如图5所示.图5(a)是不同Ps/Pw下机密信号盲解调BER的理论值，Δf为0.2/Tc，Ncs和Ncw分别为32、64.大信号功率越大，机密信号的BER越高，解调增益损失越大.当Ps/Pw为16dB、机密信号的BER达10-7时，解调损失超过12dB.因此，合作方在接收前进行大信号自干扰抵消处理是必要的.图5(b)是不同载频差Δf下机密信号解调BER的理论值，Ps/Pw取12dB，Ncs和Ncw分别为32、64.图中Δf=0.2/Tc机密信号解调性能最差，可见解调BER并不是Δf的单调函数，但是随着Δf增大，解调BER大体呈下降趋势.图5(c)是不同扩频码长下机密信号的解调BER理论值，Ps/Pw取12dB，Δf取0.2/Tc.图中大信号和机密信号选取的扩频码的码长越长，机密信号解调损失越小.当Ncs=32、Ncw=64、机密信号BER达10-7时，大信号带来的机密信号解调损失为6dB左右.但当Ncs=128、Ncw=256时，大信号带来的机密信号解调损失低于0.5dB.可见扩频码码长对解调损失影响巨大.6 结论本文提出一种抗盲检测直扩隐蔽信号设计方法，提出基于数据分级的大信号掩盖技术，给出了波形参数设计方案，并对大信号掩盖下的机密信号解调BER的理论值进行推导.最后仿真验证了所提方案可实现机密信号的抗盲检测.同时在保证机密信号抗盲检测能力的情况下，解调损失可控制在接受范围内.未来工作将分析初始相位、扩频码等参数对信号抗截获的影响.参考文献【相关文献】[1] Fang W,Li F,Sun Y,et rmation security of PHY layer in wireless networks[J].Journal of Sensors,2016,2016(3):1-10.[2] Heidari-Bateni G,Mcgillem C D.Chaotic sequences for spread spectrum:an alternative to PN-sequences[A].Proceedings of 1992 IEEE International Conference on Selected Topics in Wireless Communications[C].Canada:IEEE Press,1992.437-440.[3] 雷莉,郑建生,刘郑,等.混沌跳码扩频通信系统及其抗干扰性能分析[J].科学技术与工程,2014,14(30):176-180.Lei Li,Zheng Jian-sheng,Liu Zheng.The chaotic code-hopping spread spectrum communication system[J].Science Technology & Engineering,2014,14(30):176-180.(in Chinese)[4] Quyen N X,Duong T Q,Vo N S,et al.Chaotic direct-sequence spread-spectrum withvariable symbol period:A technique for enhancing physical layer security[J].Computer Networks,2016,109:4-12.[5] 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Zhang Tian-qi,Zhou Zheng-zhong.A new method of spectra for periodic detection and estimation of the PN sequence in the lower SNR DS/SS signals[J].Chinese Journal of Scientific Instrument,2001,22(z2):41-42.(in Chinese)[11] Damodaram D,Venkateswarlu T.Performance analysis of cyclostationary detector using efficient hardware architecture[A].2016 International Conference on Communication and Signal Processing[C].India:IEEE Press,2016.0187-0193.[12] Guan M,Wang L.A novel recognition method for low SNR DSSS signals based on four-order cumulant and eigenvalue analysis[J].Chinese Journal ofElectronics,2015,24(3):650-653.[13] 张天骐,代少升,杨柳飞,等.在残余频偏下微弱直扩信号伪码周期的谱检测[J].系统工程与电子技术,2009,31(4):777-781.Zhang Tian-qi,Dai Shao-sheng,Yang Liu-fei,et al.Method of spectra for periodic detection of the PN sequence in the weak DS-SS signals with residual carrier[J].Systems Engineering and Electronics,2009,31(4):777-781.(in Chinese)[14] 郭黎利,李清伟,戴佳,等.频谱重叠度对扩频通信的性能影响分析[J].北京邮电大学学报,2015,(6):115-119.Guo Li-li,Li Qing-wei,Dai Jia,et al.The performance analysis of spectrum overlap degree impacting to spread-spectrum system[J].Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications,2015,(6):115-119.(in Chinese)。
超混沌掩盖法保密通信
基于超混沌掩盖法实现保密通信实验一、 实验目的1. 了解保密通信的重要性；2. 掌握掩盖法实现信号保密的基本原理；3. 掌握高阶超混沌信号产生原理；4. 掌握DSP 或FPGA 上具体实现方法。
二、 实验原理掩盖法实现信号保密原理就是将传输信号与伪随机信号相迭加，受到放将接受到的加密信号去除伪随机信号可恢复出原始信号，在通信过程需要保持信号同步，而伪随机信号采用高阶超混沌发生器产生并经过非线性转化获得。
超混沌数学模型采用4阶Matsumoto-Chua-kobayashi 模型：),(0100105.1000000007.0100103143214321x x g x x x x x x x x ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡ 其中)(⋅g 为分段线性函数⎪⎩⎪⎨⎧--+---+-+-=)1(32.0)(2.0)1(32.0),(31313131x x x x x x x x g 1111313131>-≤-≤--<-x x x x x x有四个输出变量可供选择。
非线性变换采用函数如下：221121),()(z k z k z z g t e n ⨯==其中1k 、2k 取整数，为非线性变换参数也是本加密方法的密钥，1z 、2z 为超混沌电路的任意两个输出变量。
经过非线性变换后的)(t e n 作为混沌掩盖载波，不同于任何一个超混沌电路的输出信号4,3,2,1,=i x i ，而是它们的非线性变换，两个非线性信号经过非线性变换后，产生了新的频率成分，显然信号复杂度更高了。
三、 实验步骤1．构造有限长度的信号序列（如语音信号），或由图像转化所整数型信号序列；2．通过4阶Matsumoto-Chua-kobayashi模型产生超混沌序列；3．将超混沌序列掩盖信号序列并获得加密信号序列，然后通过信道传输出去；4．接受方受到信号后采用超混沌信号序列去掩盖获得原信号序列；5．将实现方案采用Matlab或C语言编程并仿真正确；6．在瑞泰DSP开发箱或周立功EDA开发箱进行实际测试。
基于混沌保密的一种光纤通信方式
基于混沌保密的一种光纤通信方式
陈晓娟;王国光
【期刊名称】《东北电力大学学报》
【年(卷),期】2003(023)002
【摘要】混沌电子电路的实验表明了利用混沌做载波进行通信的可行性,提出了一个利用混沌做载波进行通信的光纤通信系统,并做了试验,采用掺铒光纤环路激光器产生波长为1.53 μm的混沌激光,混沌载波中载有10 MHz的信息,传输到接收系统,信息从混沌中得到恢复,因此混沌激光可用于高带宽的保密通信中.
【总页数】4页(P28-31)
【作者】陈晓娟;王国光
【作者单位】东北电力学院,信息工程系,吉林,吉林,132012;吉林大学,物理学院,吉林,长春,130013
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.11
【相关文献】
1.一种新的混沌同步及保密通信方式 [J], 纪飚;陆佶人
2.一种基于多涡卷混沌系统的切换调制保密通信 [J], 黄沄;赵卫峰;张鹏
3.一种基于时空混沌的图像扩频保密传输方法 [J], 邵忻
4.一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 [J], 操良平;董晓云;汪崇渝;梁兴连
5.一种基于强跟踪滤波的混沌保密通信方法∗ [J], 李雄杰;周东华
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基于Lü混沌系统的保密通信方案
基于Lü混沌系统的保密通信方案
皮辉煌;陈香;潘小霞
【期刊名称】《计算机安全》
【年(卷),期】2011(000)012
【摘要】基于混沌遮掩原理,针对Lü混沌系统设计了相应的控制器,给出了Lü系统的同步和保密通信的简单有效的方法,并分析了系统的稳定性.数值仿真验证了本方法的有效性.
【总页数】3页(P18-20)
【作者】皮辉煌;陈香;潘小霞
【作者单位】镇江船艇学院数学教研室,江苏镇江212003;镇江船艇学院数学教研室,江苏镇江212003;镇江船艇学院数学教研室,江苏镇江212003
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于超混沌Lorenz系统的自适应异步抗噪声保密通信方案 [J], 阿布都热合曼·卡的尔;米热古丽·艾力;木塔力甫·沙塔尔
2.基于Rossler超混沌系统模糊同步的保密通信方案 [J], 张文波;吴晓平
3.基于多涡卷混沌系统的数字保密通信方案 [J], 张旭;唐国宁
4.基于多涡卷混沌系统的数字保密通信方案 [J], 张旭;唐国宁
5.基于非自治混沌系统广义同步的数字保密通信方案(英文) [J], 许碧荣
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混沌同步通信技术的研究与应用
混沌同步通信技术的研究与应用混沌理论广泛应用于科学研究中，近年来，随着通信技术的快速发展，研究者们发现混沌同步通信技术具有巨大的应用前景。
混沌同步通信技术指的是利用混沌现象进行信息传输的通信技术，其具有抗噪声、抗窃听等特点，在军事、金融等领域具有广泛的应用。
本文将从混沌的基本理论入手，分析混沌同步通信技术的研究现状和应用前景。
一、混沌理论简介混沌现象指的是具有确定性非周期性的运动。
混沌产生的原因是微小的变化会产生指数级的扩散，最终导致系统的不确定性增加。
因此，混沌系统十分敏感，微小的扰动就能够改变系统的行为。
混沌的基本形式是非周期性振荡，这种振荡在时间上是长时程、不可预测的。
相比于周期性振荡，混沌振荡更具有随机性和复杂性，使得混沌系统更容易产生类似随机信号的特征，因而具有广泛的应用前景。
二、混沌同步的基本原理混沌同步通信技术是利用混沌现象进行通信的一种方法，实现点对点的信息传输。
混沌同步是指两个或多个混沌系统中的任意一个，经过某种方法，能够在适当的条件下，与另一个或多个系统同时产生一种相同的混沌运动，即混沌的相空间轨迹相似。
混沌同步可以分为完全同步和部分同步两种。
完全同步指的是两个混沌系统的状态变量完全一致的过程，其实现的关键在于在某些条件下，两个混沌系统之间有了相互的耦合反馈通道，使它们产生自我调节过程，最终达到相同的混沌运动。
而部分同步则指的是两个或多个混沌系统的状态变量按照某种方式达到部分一致，比如只有相空间轨迹的某些部分相似。
部分同步通常采用调制的方法进行。
三、混沌同步在通信中的应用混沌同步通信技术是一种新增加的信息传输方式，相比传统的数字通信技术，具有许多突出优势。
首先，传统通信技术的加密方法较为单一，容易被黑客突破，而混沌同步通信技术具有强大的抗干扰能力和抗窃听能力，可以更好地保障信息的安全性。
其次，混沌同步通信技术的频谱利用率高，传输速率较快，能够满足现代通信技术对高效通信的要求。
混沌通信系统
• 迭代生成的Logistic混沌序列{xk : k=0，l，2，…}， 其不变测度为:
• 均值
• 自相关函数AC(m)，当自相关间隔m=0时
• 所以，Logistic映射产生的混沌序列的自相关函数为:
• 当自相关间隔m 0时
• 独立选取两个初始值，若迭代产生的两条 轨迹无移位重叠，则序列的互相关系数为:
不动点
• 对一个映射来说，如果存在点x*，满足 则称x*为映射的不动点。 •离散映射的不动点类似微分方程解的定态。定态有稳定性问 题，不动点也有稳定性问题，即不动点可能是稳定的，也可 以是不稳定的。设外界影响使x值稍许偏离x*一极小量，即:
• 推出 • 由于 很小，所以上式只需要保留一次项
•所谓稳定性，自然要求经过迭代后的 越来 越小，因此离散映射的稳定性条件是：
Logistic映射对初值的敏感性
• 现以Logistic映射来说明混沌序列对初始值的敏感性。对 Logistic映射取两个靠的很近的初始值分别为x10=0.12001、 x20=0.12005，由图可见，两条轨迹经过大约20次迭代就 完全分开。
混沌理论在通信中的应用
• 混沌扩频 • 混沌键控 • 混沌掩盖
混沌扩频
• 扩频通信方式主要包括跳频（FH）和直接序列 扩频（DS）两种。 • 直接序列扩频是利用伪随机序列对数字信号进 行相位调制来完成的，跳频则是将可用的频段 分成N个频道，利用伪随机序列控制系统频率 在N个频道之间跳变形成的。 • 扩频通信系统传输信息所占用的带宽远远大于 信息本身带宽，以此为代价而产生的扩频通信 的优点有:抗阻塞、抗截获、可实现多用户随 机访问通信，并具有抵抗多用户干扰的能力。
高维混沌映射
• Henon映射 • Lorenz方程 • Chen’s方程
网络安全中的信息隐藏和隐蔽通信技术
网络安全中的信息隐藏和隐蔽通信技术一、前言网络安全成为当今世界的一项重要议题，因为现在社会的信息化程度越来越高，几乎所有的交流都通过网络实现。
网络安全攸关国家安全和个人隐私，因此各国政府都加大了网络安全的投资力度。
信息隐藏和隐蔽通信技术是网络安全领域的一个重要分支，它们可以保护敏感信息不被不良分子盗取、窃取或篡改。
本文将对信息隐藏和隐蔽通信技术进行详细介绍，并探讨其实现方式和应用场景。
二、信息隐藏技术信息隐藏技术是一种将信息嵌入到其他数据中，达到隐藏信息的目的。
主要有四种方法，分别是LSB隐写术、DCT隐写术、量化隐写术和语言隐写术。
1. LSB隐写术LSB隐写术是一种将信息嵌入到图像或音频文件中，其中LSB代表最低有效位。
该技术将要隐藏的信息转化为二进制数据，然后将其插入到像素或采样的最低有效位中，从而实现信息的隐藏。
2. DCT隐写术DCT（离散余弦变换）隐写术是一种将信息嵌入到数字图像中。
它通过变换将原始图像转化为频域信号，然后将隐藏的信息嵌入到特定的频率中，达到隐蔽信息的目的。
3. 量化隐写术量化隐写术是一种将信息嵌入到视频流中，其基本原理与DCT隐写术相同。
它通过改变数据的量化值，将隐藏的信息嵌入到视频流中。
这种方法比LSB隐写术更加难以被检测。
4. 语言隐写术语言隐写术是使用一些特殊的技巧，将信息嵌入到一些明文中。
这种方法通常用于文字消息的隐蔽传输。
例如，在一篇文章中每隔若干个单词或字母插入一些隐藏的信息，读者很难察觉到这种变化。
三、隐蔽通信技术隐蔽通信技术是一种将通信内容嵌入到其他看似无关的通信中的通信技术，用于在可能存在监听和拦截的环境中安全通信。
主要有三种方法，分别是流量隐蔽、协议隐蔽和IP隐蔽。
1. 流量隐蔽流量隐蔽是一种将通信内容嵌入到网络流量中的技术，用于在可能存在网络监听、防火墙、IDS（入侵检测系统）和IPS（入侵预防系统）等安全设备的网络环境中安全通信。
它的基本思路是在隐蔽信道中将通信内容分割成小块，并将加密数据嵌入到每个小块中。