超混沌系統(tǒng)及其在通訊保密方面的應用.pdf

1、混沌是一種貌似隨機、內在無規(guī)律的運動，是有序與無序的統(tǒng)一，確定性與隨機性的統(tǒng)一，對混沌動力學的研究是當今的一大熱門課題。近年來，計算機技術、信息技術和通信技術的迅猛發(fā)展，特別是有關信息基礎結構的概念和建設計劃的提出，以計算機為核心的龐大信息網絡正在全世界范圍內逐漸形成。進入21世紀，多媒體通信逐漸成為人們進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越重要。大到國家機密，小到百姓的生活，比如信用卡、自動取款機、保密電話、保密傳真

2、、Internet網上信息傳遞等，都需要有充分的保密措施來保障其安全。在非線性電路系統(tǒng)中，由于混沌信號具有內在的隨機性、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的保密通信領域步入了實際的應用階段。
　　 本文在一個Qi三維自治混沌系統(tǒng)的基礎上，通過加入一個線性反饋控制器，構造了一個新的單平衡點四翼超混沌系統(tǒng);又在Lorenz混沌系統(tǒng)的基礎上，通過加入一個非

3、線性控制器，構造了一個新的廣義Lorenz超混沌系統(tǒng)運用混沌動力學的知識，對兩個新的超混沌系統(tǒng)的性質進行了分析和研究。分別分析了兩個新的超混沌系統(tǒng)的動力學特性，即對稱性、耗散性、平衡點及其穩(wěn)定性，做出了相應參數(shù)范圍內的Lyapunov指數(shù)譜圖和Poincaré映射截面圖，說明了兩個新的超混沌系統(tǒng)都具有周期、混沌和超混沌的狀態(tài)。運用中心流形定理的兩個條件，計算了新的單平衡點四翼超混沌系統(tǒng)能夠進行Hopf分岔的必要參數(shù)條件，并通過數(shù)值仿真進

4、行了分析與驗證。在理論與數(shù)值仿真分析的基礎上，根據(jù)電子元器件的實際參數(shù)范圍，為兩個新的超混沌系統(tǒng)分別設計了相應模擬電路，并分別在面包板和印刷電路板上搭建了實際的電路，在模擬示波器上得到了真實的超混沌吸引子的相軌跡波形，從物理層面上驗證了兩個新的超混沌系統(tǒng)混沌特性的存在性和信號的有效性。在上述工作的基礎上，運用混沌同步中的混沌調制方法，設計了基于新的單平衡點四翼超混沌系統(tǒng)的保密電路。采用簡單的正弦波信號，經過發(fā)送端的超混沌信號疊加后成為無