论文题目: 混沌同步控制理论及其在信息加密中的应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 孙克辉
导师: 张泰山
关键词: 混沌系统,同步控制,统一混沌系统,混沌密码学,保密通信
文献来源: 中南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 为了驾驭混沌,本文融合混沌动力学、先进控制理论、现代密码学和现代通信技术的新成果,采用理论分析、数值仿真和实验研究相结合的研究方法,对混沌同步控制方法、同步性能及其在信息加密中的应用进行了广泛和深入的研究。 首先回顾了混沌理论与应用研究的发展历程,特别是混沌保密通信的研究现状;对混沌同步方法的研究进行了全面综述,总结了混沌同步研究中的热点问题;对基于混沌同步原理的混沌保密通信技术和混沌加密技术的研究现状和特点进行了归纳,明确了论文的主攻方向。 论文研究了基于Jacobi矩阵QR分解的Lyapunov指数计算算法原理;采用Matlab6.5软件平台,设计了基于该算法的Lyapunov指数计算程序,该方法不仅能够精确求解非线性动力学系统的Lyapunov指数谱和分数维,而且能计算同步系统的条件Lyapunov指数;分析了迭代次数、计算步长、解法器和初值等因素对计算精度的影响。为混沌同步控制研究奠定了理论和技术基础。 为了指导混沌同步的深入研究和提高系统的同步性能,系统地提出了混沌同步系统的七大性能指标,讨论了控制器参数与同步性能之间的关系;设计了一种能实现一般连续混沌系统和超混沌系统同步的多变量驱动误差反馈控制器;研究了离散混沌系统的线性和非线性同步控制问题,导出了离散混沌系统的同步条件。基于Matlab/Simulink的数值仿真证明了误差反馈控制同步方法的有效性和对同步性能讨论的正确性。 基于Lyapunov稳定性理论和Pecora-Carroll渐近同步原理,采用自适应同步控制策略,分别在确定参数和不确定参数情况下,研究了统一混沌系统的同步控制问题;提出了基于统一混沌系统的混沌键控(CSK)数字保密通信方案,接收端采用相干解调方式恢复信息。理论分析和数值仿真表明系统具有很好保密性能和抗干扰性能。 在比较了混沌系统与传统密码算法之间的对应关系的基础上;提出了安全混沌概念和混沌的安全性充分条件;分析了混沌序列加密的基本原理。讨论了Logistic混沌映射的统计特性,设计了基于Logistic
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 概论
1．1 混沌研究进展
1．2 混沌的定义与特征
1．3 混沌同步方法研究综述
1．3．1 混沌同步定义与同步原理
1．3．2 现有混沌同步方法及其特点
1．3．3 其它同步方法与问题
1．4 混沌在保密通信中的应用研究
1．4．1 混沌模拟通信
1．4．2 混沌数字通信
1．4．3 基于混沌序列的加密通信
1．5 研究方法与主要研究内容
第二章 Lyapunov指数计算方法研究
2．1 Lyapunov特征指数
2．1．1 Lyapunov指数的定义
2．1．2 Lyapunov指数的物理意义
2．1．3 Lyapunov指数与分数维、测度熵
2．2 Lyapunov指数计算算法研究与设计
2．2．1 Lyapunov指数计算方法综述
2．2．2 基于Jacobi矩阵QR分解的计算算法原理
2．2．3 基于Matlab的Lyapunov指数计算算法设计
2．3 Lyapunov指数计算精度影响因素分析
2．4 本章小结
第三章 混沌系统反馈同步控制及其性能研究
3．1 混沌同步系统性能指标
3．2 连续混沌系统的多变量驱动反馈同步控制
3．2．1 同步问题的提出
3．2．2 反馈控制器的控制律
3．2．3 同步仿真与结果讨论
3．3 离散混沌系统的线性和非线性反馈同步控制
3．3．1 同步原理描述
3．3．2 同步控制器的控制律
3．3．3 数值仿真与结果讨论
3．4 本章小结
第四章 统一混沌系统的同步控制与应用研究
4．1 统一混沌系统的数学模型
4．2 基于Pecora-Carroll同步判据的参数自适应同步控制研究
4．2．1 自适应同步控制原理
4．2．2 控制律与控制参数的选择
4．2．3 控制常数边界与范围的确定
4．2．4 系统仿真与结果讨论
4．3 基于Lyapunov稳定性理论的自适应同步控制研究
4．3．1 确定参数的自适应同步控制
4．3．2 不确定参数的自适应同步控制
4．4 基于统一混沌系统的混沌键控数字保密通信研究
4．4．1 混沌键控系统的工作原理
4．4．2 混沌键控系统性能分析
4．4．3 仿真分析
4．5 本章小结
第五章 基于混沌序列的数据加密算法的研究与实现
5．1 混沌密码学
5．1．1 传统加密体制
5．1．2 混沌加密与密码学的关系
5．1．3 混沌序列加密原理
5．2 基于混沌序列的数据加密算法研究
5．2．1 加密算法的一般要求和混沌系统选择
5．2．2 Logistic混沌系统及其统计特性
5．2．3 混沌加密模型与算法研究
5．3 基于混沌序列的数据加密算法实现
5．4 软件调试与性能分析
5．4．1 系统测试
5．4．2 算法抗破译能力分析
5．4．3 密文数据的统计分布
5．4．4 实验效果
5．5 本章小结
第六章 基于实时传输协议的语音加密通信系统研究
6．1 实时语音加密通信原理
6．1．1 数字加密通信系统原理
6．1．2 实时语音加密通信系统
6．1．3 密码同步技术
6．2 实时数据流加密算法研究
6．2．1 3DES加密算法
6．2．2 3DES与混沌映射相结合的加密算法
6．2．3 网络同步方法研究
6．2．4 实时语音加密通信系统的安全性能分析
6．3 实时语音加密通信系统的开发
6．3．1 实时语音加密通信系统结构
6．3．2 实时传输协议(RTP/RTCP)及其数据结构
6．3．3 基于自适应通信环境(ACE)的 RTP协议实现
6．3．4 系统调试与性能测试
6．4 本章小结
第七章 结论与展望
7．1 论文主要研究成果与创新点
7．2 后续研究工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表论文和从事科研工作的情况
致谢
发布时间: 2006-03-28
参考文献
- [1].混沌同步控制研究及其在保密通信中的应用[D]. 周鸾杰.大庆石油学院2010
- [2].时滞不确定混沌系统同步控制及在保密通信中的应用[D]. 梅蓉.南京航空航天大学2011
- [3].基于休眠—唤醒机制下无线传感器网络的建模分析和协同控制[D]. 牟金平.东华大学2013
- [4].混沌保密通信中同步控制的理论与方法研究[D]. 朱子奇.华中科技大学2011
- [5].无线多媒体传感器网络中流媒体同步问题研究[D]. 赵国涛.北京邮电大学2012
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