变参数、非耦合混沌同步方法及其在保密通信中的应用

论文摘要

近年来,混沌同步由于在保密通信等领域的广阔应用前景而成为非线性科学与通信技术研究的热点,人们提出了各种不同的混沌控制与同步的方法。这些方法大都采用变量耦合的方式,但是这种耦合往往给实际设计混沌模型带来了麻烦,而且此后相应攻击方法的出现,也使得混沌同步保密通信的安全性受到威胁。驱动-响应同步的混沌掩盖保密通信系统已被基于相空间重构的方法或噪声削减技术攻破,此外,还有基于混沌同步的参数估计方法,以上三种方法是目前针对除参数调制方案外的混沌同步保密通信系统的有效攻击方法。 具体地讲,混沌通信系统具有保密性是因为混沌传输信号具有似噪声、难预测、宽频带的特性,它可以伪装成随机噪声,不易察觉。混沌传输信号对初值的敏感依赖性使得它的演化规律很难获取,同时拟加密信号的频谱可以成功地掩藏在混沌传输信号的宽频带范围内。已有一些文献对混沌通信系统的保密性开展研究,主要采用加性掩盖的通信模式。对于该通信模式,具体可写成s（t）=h（x）+m（t）,即传输信号s（t）是低维混沌信号h（x）和信息信号m（t）的直接迭加,同时要求m（t）的幅值远小于s（t）的幅值。由于m（t）的特性频率落在h（x）的中心频带内,因而无论是在时域还是在频域上,信息信号都被掩盖,利用传统的线性方法无法将m（t）从s（t）中分离,从而达到保密通信的目的。但是这种通信方式保密性能并不理想。原因是s（t）可以看成纯粹的确定性信号,m（t）是隐藏在其中的弱噪声,根据相空间重构的理论,在获得s（t）足够的数据后,可以重构驱动端混沌动力系统方程,进而可以对s（t）进行滤波。信息信号很容易从滤波的残差信号中获得。 基于上述讨论,我们从混沌同步只是手段,而保密通信才是目的这个角度出发,研究混沌同步在保密通信中的应用。 既然利用耦合的方法实现混沌同步在技术上不容易实现,而固定参数的混沌同步又很容易被相空间重构的方法所攻破,并且由于混沌系统对参数同样敏感,元器件参数的不匹配必然会影响同步的性能,所以我们设计了一种变参数、非耦合的新方法,以克服上述缺陷。 在本文中我们先以Logistic映像和Lorenz系统为例,给出这种通过驱动参量实现系统混沌同步方法的一般性意义为,这种通过驱动参量实现系统混沌同步方法的实质,是参与同步的两个初值不同的相同受控子系统,在驱动参量作用下,各自向相同

论文目录

• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.2 混沌同步的概念
• §1.3 混沌同步的应用
• §1.4 本文的工作、目的和方法
• 第二章 混沌同步的主要方法
• 第三章 变参数、非耦合混沌同步
• 第四章 基于统一系统的变参数、非耦合混沌同步保密通信方案设计
• 第五章 离散混沌系统的参量自适应同步
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢