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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 超混沌同步在保密通信中的應(yīng)用
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡(jiǎn)介：
- 在混沌保密系統(tǒng)的保密性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)行某些特定的運(yùn)算方式對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)行掩蓋，產(chǎn)生復(fù)雜的動(dòng)態(tài)行為，而接收端再進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，當(dāng)變量趨向于某一值時(shí)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(shí)現(xiàn)混沌狀態(tài)而達(dá)到保密的目的。
- 詳細(xì)介紹：
- 利用混沌是目前混沌研究發(fā)展的一個(gè)重要方向，而混沌在通信領(lǐng)域的應(yīng)用是其中的一個(gè)熱點(diǎn)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(dòng)力學(xué)易于重構(gòu)，混沌通信在抗破譯能力上受到批評(píng)，同時(shí)通信效率的提高也受到很大限制。混沌同步是混沌通信的基礎(chǔ)，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。混沌同步能夠?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(huì)很快能有實(shí)用價(jià)值，但每一種新方法的提出都會(huì)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(fù)雜混沌系統(tǒng)同步基礎(chǔ)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(jìn)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(luò)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(chǔ)上，進(jìn)行某些特定的運(yùn)算方式對(duì)原數(shù)據(jù)進(jìn)行掩蓋，產(chǎn)生復(fù)雜的動(dòng)態(tài)行為，而接收端再進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，當(dāng)變量趨向于某一值時(shí)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(shí)現(xiàn)混沌狀態(tài)而達(dá)到保密的目的。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 混沌系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)敏感依賴于初值，即使對(duì)于同一系統(tǒng)不同硬件設(shè)備都會(huì)造成接收者的絕對(duì)誤差，而超混沌系統(tǒng)中，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中加以合適控制項(xiàng)u，是變量趨向某一值時(shí)，誤差系統(tǒng)逐漸趨于0。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 超混沌同步彌補(bǔ)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(shí)際操作繁重，且接收始端會(huì)有較大誤差，但在接收較長(zhǎng)段數(shù)據(jù)將達(dá)到很高的平行度，且在研究工業(yè)上促進(jìn)保密通訊發(fā)展。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 利用混沌是目前混沌研究發(fā)展的一個(gè)重要方向，而混沌在通信領(lǐng)域的應(yīng)用是其中的一個(gè)熱點(diǎn)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(dòng)力學(xué)易于重構(gòu)，混沌通信在抗破譯能力上受到批評(píng)，同時(shí)通信效率的提高也受到很大限制。混沌同步是混沌通信的基礎(chǔ)，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(huì)很快能有實(shí)用價(jià)值，但每一種新方法的提出都會(huì)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(fù)雜混沌系統(tǒng)同步基礎(chǔ)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(jìn)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(luò)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(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- [1]方錦清.非線性系統(tǒng)中混沌的控制與同步及其應(yīng)用前景[J]. 物理學(xué)進(jìn)展,1996,16:1-74. [2]吳祥興,陳忠.混沌學(xué)導(dǎo)論[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1996, 85-98. [3]劉秉正.非線性動(dòng)力學(xué)與混沌基礎(chǔ)[M].長(zhǎng)春:東北師范大學(xué)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(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信已逐漸成為人們交流信息的重要方式，網(wǎng)絡(luò)的安全與信息的保密成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于圖像形象生動(dòng)，通過圖像數(shù)據(jù)的交換已成為人們表達(dá)、傳播信息的一個(gè)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(shí)間地域限制，還能為數(shù)據(jù)所有者節(jié)約大量的時(shí)間和費(fèi)用，但同時(shí)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(hù)自身的利益，就必須采用可靠的加密技術(shù)。利用傳統(tǒng)加密技術(shù)加密多媒體信息除運(yùn)算速度較慢外，還因?yàn)樗荒軐D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?；煦绗F(xiàn)象作為非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中出現(xiàn)的偽隨機(jī)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(yù)測(cè)、難破譯等特點(diǎn)，用混沌同步加密多媒體信息具有運(yùn)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(qiáng)的實(shí)時(shí)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(shù)，這是它與傳統(tǒng)加密技術(shù)的區(qū)別所在。盡管混沌序列對(duì)初始值極其敏感，具有長(zhǎng)期的不可預(yù)測(cè)性，但混沌序列具有的良好統(tǒng)計(jì)特性及可用于產(chǎn)生偽隨機(jī)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(yù)測(cè)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(luò)破譯了低維混沌切換密鑰加密系統(tǒng)。因此，要達(dá)到密碼學(xué)上所要求的密碼強(qiáng)度，作為密鑰流的混沌發(fā)生器必須通過周密設(shè)計(jì)以抵抗外來的攻擊。這方面人們?cè)噲D采用具有多個(gè)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(qiáng)其抗破譯強(qiáng)度，并取得了一定進(jìn)展。混沌同步作為混沌通信的理論基礎(chǔ)，這方面的研究進(jìn)展很快。但混沌同步并不等于混沌通信，實(shí)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(gè)真正實(shí)用的混沌保密通信系統(tǒng)還需要許多人共同努力。
