超混沌系統(tǒng)及其在通訊保密方面的應(yīng)用.pdf

1、混沌是一種貌似隨機(jī)、內(nèi)在無(wú)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，是有序與無(wú)序的統(tǒng)一，確定性與隨機(jī)性的統(tǒng)一，對(duì)混沌動(dòng)力學(xué)的研究是當(dāng)今的一大熱門課題。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是有關(guān)信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的概念和建設(shè)計(jì)劃的提出，以計(jì)算機(jī)為核心的龐大信息網(wǎng)絡(luò)正在全世界范圍內(nèi)逐漸形成。進(jìn)入21世紀(jì)，多媒體通信逐漸成為人們進(jìn)行信息交流的重要手段，信息的安全與保密通信也顯得越來(lái)越重要。大到國(guó)家機(jī)密，小到百姓的生活，比如信用卡、自動(dòng)取款機(jī)、保密電話、保密傳真

2、、Internet網(wǎng)上信息傳遞等，都需要有充分的保密措施來(lái)保障其安全。在非線性電路系統(tǒng)中，由于混沌信號(hào)具有內(nèi)在的隨機(jī)性、非周期、連續(xù)寬帶頻譜、類似的噪聲等特性，所以很適合在保密通信系統(tǒng)中使用。特別是混沌同步的發(fā)現(xiàn)，使得以混沌理論為基礎(chǔ)的保密通信領(lǐng)域步入了實(shí)際的應(yīng)用階段。
　　 本文在一個(gè)Qi三維自治混沌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)加入一個(gè)線性反饋控制器，構(gòu)造了一個(gè)新的單平衡點(diǎn)四翼超混沌系統(tǒng);又在Lorenz混沌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)加入一個(gè)非

3、線性控制器，構(gòu)造了一個(gè)新的廣義Lorenz超混沌系統(tǒng)運(yùn)用混沌動(dòng)力學(xué)的知識(shí)，對(duì)兩個(gè)新的超混沌系統(tǒng)的性質(zhì)進(jìn)行了分析和研究。分別分析了兩個(gè)新的超混沌系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，即對(duì)稱性、耗散性、平衡點(diǎn)及其穩(wěn)定性，做出了相應(yīng)參數(shù)范圍內(nèi)的Lyapunov指數(shù)譜圖和Poincaré映射截面圖，說(shuō)明了兩個(gè)新的超混沌系統(tǒng)都具有周期、混沌和超混沌的狀態(tài)。運(yùn)用中心流形定理的兩個(gè)條件，計(jì)算了新的單平衡點(diǎn)四翼超混沌系統(tǒng)能夠進(jìn)行Hopf分岔的必要參數(shù)條件，并通過(guò)數(shù)值仿真進(jìn)

4、行了分析與驗(yàn)證。在理論與數(shù)值仿真分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)電子元器件的實(shí)際參數(shù)范圍，為兩個(gè)新的超混沌系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)模擬電路，并分別在面包板和印刷電路板上搭建了實(shí)際的電路，在模擬示波器上得到了真實(shí)的超混沌吸引子的相軌跡波形，從物理層面上驗(yàn)證了兩個(gè)新的超混沌系統(tǒng)混沌特性的存在性和信號(hào)的有效性。在上述工作的基礎(chǔ)上，運(yùn)用混沌同步中的混沌調(diào)制方法，設(shè)計(jì)了基于新的單平衡點(diǎn)四翼超混沌系統(tǒng)的保密電路。采用簡(jiǎn)單的正弦波信號(hào)，經(jīng)過(guò)發(fā)送端的超混沌信號(hào)疊加后成為無(wú)