一种新型的混沌伪随机数发生器

针对z-logistic这类特殊的混沌映射，实现了有限位计算精度下其真实演化轨道的精确计算.将该生成轨道的二值粗粒化输出用作伪随机序列，很大程度上保留了定义在实数域上混沌随机数发生器作为理想信息源的统计特性和随机特性，使得这种伪随机数发生器优良的统计分布和密码学性能得到理论上的强力支持.此外，该伪随机数发生器的周期长度可准确预测，采用简单算法可有效排除产生短周期的弱密钥，克服了传统混沌伪随机数发生器存在弱密钥且无法简单排除的重大缺陷.理论分析和数值实验验证了这种新型混沌伪随机数发生器在周期长度、统计分布和 关键词： 混沌 伪随机数发生器 信息源     

利用混沌信号幅值实现混沌同步

构造了一个三维混沌系统, 简要分析了该混沌系统的平衡点性质、混沌吸引子相图和Lyapunov指数等特性. 在此基础上, 利用反馈同步思想设计了一种利用混沌信号部分信息实现混沌同步的方法, 完成了三维混沌系统的同步. 该方法仅利用混沌信号幅值信息即可实现两个混沌系统的同步, 其同步建立与混沌信号的极性无关, 此特性可有效提高混沌通信质量. 通过分析系统的条件Lyapunov指数证实该方法的有效性, 数值仿真表明该方法与利用混沌信号全部信息的线性反馈同步法相比, 同步建立时间基本相同.     

利用时空混沌同步进行数字加密通信

提出一种利用时空混沌同步的计算机网络数字加密通信方案,并用软件实现了语音双工实时密码通信.在该方案中,收、发端两个单向耦合映射格点(OCOML)系统被同一混沌信号所驱动而达到同步,其时空混沌输出信号分别用作加密和解密的密钥序列,OCOML的耦合参数为系统的主密钥.系统的主要优点是传输效率高,便于用软件实现实时通信,且通信的安全性获得了改善. 关键词： 时空混沌同步 密码系统 传输效率     

利用标量控制器实现一类混沌系统同步

研究了一类混沌系统的混沌同步，对此类混沌系统，通过设计一个合适标量控制器，可以实现系统的混沌同步.给出了该标量控制器设计的一般方法，并从理论上得到了混沌同步的充分和必要条件，且此充分和必要条件与混沌系统的性质无关. 关键词： 混沌系统 标量控制器 混沌同步     

用离散混沌信号驱动实现混沌同步

提出了用离散混沌系统驱动连续混沌系统导致其同步的方法,以逻辑映象、Henon映象、Lorenz系统为例,数值地研究了这种混沌同步方法.模拟结果表明,当驱动信号的强度足够大时,可使两个连续混沌系统达到完全同步,且输出信号具有类似于白噪声的宽谱特性.同时研究了用该混沌同步方法实现保密通信的可能性. 关键词：     

基于两级混沌同步保密通信方案的设计

设计了基于混沌双重加密的混沌同步保密通信方案,用以改善保密通信系统的安全性. 一级加密采用了具有2种反馈的同步混沌系统,二级加密采用了超混沌系统. 仿真结果成功地还原了原文信号,证明所设计系统能够更有效的避免现有的基于混沌保密通信破译方法的攻击.     

基于广义混沌映射切换的混沌同步保密通信

提出了一种基于广义混沌映射切换的混沌同步保密通信方式.这种通信方式首先构建产生多种混沌序列的广义混沌映射模型,然后在不同时段根据切换策略产生不同混沌序列,在发送端,将信号与混沌载波之和取模运算后再嵌入混沌映射的输入端进行迭代运算以实现调制;在接收端,根据切换协议,用同一个相应的广义混沌映射模型从接收信号中提取混沌载波并进而恢复信息信号.研究结果表明:这种基于广义混沌映射切换的混沌同步通信方式比基于单一混沌系统的保密通信方式具有更强的抗干扰能力,保密性能更好,且实现简单. 关键词： 混沌 混沌映射切换 同步 保密通信     

利用混沌信号驱动实现各子系统间的同步

通过对非同参数Lorenz系统驱动模型的讨论,发现对于非同参数情况,驱动系统与响应系统间严格的混沌同步关系是不存在的,同步只具有相对的意义.同时,探讨了在混沌信号驱动下稳定系统的动力学行为,说明其输出同样是混沌的.指出利用混沌信号驱动两个非同参数的子系统,可以实现两子系统之间的混沌同步输出.给出同步条件,得出的结论在实际应用中可能具有指导意义. 关键词：     

一种基于遍历性的混沌加密新算法

分析了E.Álvarez密码系统的加密方法及其弱点,在此基础上给出了一种基于遍历性的混沌加密新算法。即以混沌系统的控制参数和初始点为密钥,迭代混沌映射以便产生一个比特链,在该比特链中搜索明文分组,记下迭代次数作为密文分组。新算法避免了E.Álvarez密码方案中的若干弱点,增强了密码系统的安全性。最后通过对Logistic映射的仿真研究,验证了新密码系统满足密码学中的混淆和散布特性,并进而阐明了新密码系统的有效性。     

Cryptanalysis on an image block encryption algorithm based on spatiotemporal chaos

An image block encryption scheme based on spatiotemporal chaos has been proposed recently.In this paper,we analyse the security weakness of the proposal.The main problem of the original scheme is that the generated keystream remains unchanged for encrypting every image.Based on the flaws,we demonstrate a chosen plaintext attack for revealing the equivalent keys with only 6 pairs of plaintext/ciphertext used.Finally,experimental results show the validity of our attack.     

时空混沌系统的主动-间隙耦合同步

提出了离散系统中的主动-间隙耦合同步方法。该方法由同步相和自治相组成,在同步相,同步方案使得混沌系统趋于同步,而在自治相,两系统间的误差将迅速放大,导致同步失去。但只要同步相足够大,最终可实现系统的完全同步。从理论上讨论了同步条件,并在数值实验上讨论了同步相与耦合强度的关系。     

基于动态混沌映射的三维加密正交频分复用无源光网络

提出了一种基于混沌映射的三维加密正交频分复用无源光网络保密通信系统.该系统通过相关性检测锁定收发端混沌系统参数,实现收发双方混沌系统同步;并利用同步混沌系统生成密钥,实现符号扰动以及二重子载波加密.该加密方案的密钥空间超过10~(86),能够有效对抗穷举攻击.实验实现了13.3 Gb/s基于64进制正交幅度调制的加密正交频分复用信号在25 km标准单模光纤中的传输,并完成了信息的有效解密.     

广义混沌同步中的多稳定同步流形

从构造驱动系统和响应系统之间的函数关系出发,一般性地研究了广义混沌同步中同步流形的多值性问题,并对同步流形的稳定性进行了分析,提出了多稳定同步流形存在的条件.利用该稳定性条件对两个实例进行了分析,一个为Genesio-Rssler耦合系统,另一个为具有二次、三次非线性的耦合Duffing系统,结果表明前者仅有唯一的稳定同步流形,而后者随着耦合强度的增加,从具有两个稳定的同步流形变为只存在一个稳定同步流形. 关键词： 混沌同步 多稳定性 同步流形     

快速混沌同步算法研究

在雷达、通信等工程应用中,发射信号时间有限,需要快速混沌同步. 而传统同步算法收敛速度较慢. 针对该问题,文章给出了一种快速混沌同步算法. 根据Taylor展开式,设计非线性控制变量,使得误差方程控制矩阵满足同步判定条件,进一步优选控制矩阵,仅需一步运算,便可快速同步. 此外,考虑到实际工程中往往只发射一个状态变量,文章以典型的连续Duffing系统和离散logistic系统为例,设计了单一变量驱动的快速同步. 仿真结果表明,与常见的单一耦合和OPCL(open-plus-closed-loop)同步相比,此算法收敛速度快,抗噪声能力强,具有更强的实际工程意义. 关键词： 混沌 快速同步 抗噪声     

An image encryption scheme based on new spatiotemporal chaos

Spatiotemporal chaos is chaotic dynamics in spatially extended system, which has attracted much attention in the image encryption field. The spatiotemporal chaos is often created by local nonlinearity dynamics and spatial diffusion, and modeled by coupled map lattices (CML). This paper introduces a new spatiotemporal chaotic system by defining the local nonlinear map in the CML with the nonlinear chaotic algorithm (NCA) chaotic map, and proposes an image encryption scheme with the permutation-diffusion mechanism based on these chaotic maps. The encryption algorithm diffuses the plain image with the bitwise XOR operation between itself pixels, and uses the chaotic sequence generated by the NCA map to permute the pixels of the resulting image. Finally, the constructed spatiotemporal chaotic sequence is employed to diffuse the shuffled image. The experiments demonstrate that the proposed encryption scheme is of high key sensitivity and large key space. In addition, the scheme is secure enough to resist the brute-force attack, entropy attack, differential attack, chosen-plaintext attack, known-plaintext attack and statistical attack.     

基于物理混沌的混合图像加密系统研究

初步实现了基于物理混沌的混沌和数据加密标准算法级联的混合图像加密系统,基于该系统研究了级联加密与单级加密的抗统计分析能力,以及不可预测性强弱不同的混沌信号在该系统中应用时密文特性的不同.这种利用物理混沌不可预测性的混合加密系统,不存在确定的明文密文映射关系,而且密文统计特性也应优于(或大致相当)其他加密系统.数值结果支持这一结论,同时表明不可预测性较强的混沌系统其加密产生的密文相关性较弱.     

相空间压缩实现时空混沌系统的广义同步

提出了一种通过相空间压缩实现时空混沌系统广义同步的方法. 以Fitzhugh-Nagumo反应扩散时空混沌系统为例,仿真模拟说明了该方法的有效性与实用性. 通过研究有界噪声作用下该系统的同步效果,表明这种同步方法具有较强的抗干扰能力. 此方法可以实现任意时空混沌系统的广义同步,具有普适性. 同步控制器结构简单、易于应用. 关键词： 时空混沌 广义同步 相空间压缩     

在大学物理教学中适当增加混沌控制和同步内容的重要性

阐述了在大学物理教学中引入非线性理论知识,特别是引入混沌控制和同步内容的重要性,这对于让学生完整理解混沌科学理论是非常必要的．     

一种基于有源backstepping设计的混沌和超混沌系统的广义同步方法研究

本文提出了一种新颖的有源backstepping控制设计方法用于实现两个相同R?ssler超混沌系统的同步,并进一步将该方法推广到实现Chua混沌系统和R?ssler超混沌系统的广义同步。由于该设计方法在控制器设计的每一步中都能将Lyapunov函数的选择和有源控制器的设计紧密地结合起来考虑,从而能根据工程实际灵活地构造出合适的控制器以满足系统控制要求,同时也为控制器的设计提供了一种系统的设计方法。这正是这种设计方法的最大优点。数值结果表明了本文所提出设计方法的可行性和有效性。