憶容器混沌系統(tǒng)及其在郵件加密中的應(yīng)用研究.pdf

1、早在20世紀(jì)70年代就提出了憶阻器的概念，但是直到2008年，HP實驗室才證明了憶阻元件的存在。憶阻器是具有記憶功能的非線性元件，在非易失性阻抗存儲器（RRAM）及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。2009年，廣義憶阻器、廣義憶容器及廣義憶感器被提出，憶容器特性研究才逐漸開展。目前，關(guān)于憶容器的研究仍以數(shù)學(xué)模型及等效電路為主，來探索憶容器在非線性電路中的特性。本文主要研究了荷控憶容器與磁控憶容器的數(shù)學(xué)模型及其等效電路實現(xiàn)，并基于荷控

2、憶容器設(shè)計了一個混沌振蕩器。分析了荷控憶容器混沌系統(tǒng)受參數(shù)和初值影響的動力學(xué)特性。設(shè)計了降階系統(tǒng)的模擬電路，得到了一種混沌吸引子。最后，利用憶容器混沌序列替換DES密鑰序列，設(shè)計了混沌-DES加密算法，并用于電子郵件安全軟件設(shè)計。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了憶阻器、憶容器、憶感器的數(shù)學(xué)定義以及HP實驗室TiO2憶阻器的端口特性。分析了荷控憶容器的光滑三次曲線模型和壓控憶容器的光滑二次曲線模型，并分別設(shè)計了相應(yīng)的等效電路驗證其

3、緊滯回線特性。⑵分析了典型的一維離散Logistic映射與連續(xù)的Lorenz混沌系統(tǒng)，介紹了混沌系統(tǒng)的分析方法。提出了一個新的三維連續(xù)混沌系統(tǒng)，通過平衡點、分岔圖、Lyapunov指數(shù)進行系統(tǒng)混沌系統(tǒng)特性分析，并通過動力學(xué)地圖分析系統(tǒng)的狀態(tài)分布情況。研究結(jié)果表明該系統(tǒng)最大的特點是具有共存吸引子，即系統(tǒng)參數(shù)固定，不同的變量初始值組合，導(dǎo)致系統(tǒng)軌跡最終收斂于不同的吸引子。⑶根據(jù)荷控憶容器構(gòu)造了一個自治的混沌振蕩系統(tǒng)，通過動力學(xué)地圖、分岔圖及

4、Lyapunov指數(shù)分析了在參數(shù)變化過程中系統(tǒng)的動力學(xué)特性。另外，在固定系統(tǒng)參數(shù)的情況下，分析了初值變化的分岔圖及Lyapunov指數(shù)譜。分析發(fā)現(xiàn)，該憶容器混沌系統(tǒng)具有共存振蕩特性，存在多種共存吸引子。對四階混沌系統(tǒng)進行積分處理，得到降階系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)共存吸引子類型減少，說明系統(tǒng)的共存振蕩特性被削弱。利用實際器件設(shè)計了三階混沌系統(tǒng)模擬電路，得到了共存混沌吸引子中的一種。⑷為研究混沌系統(tǒng)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用價值，分析了混沌系統(tǒng)與密碼學(xué)的關(guān)系，介紹