不同阶混沌系统广义混合错位函数投影同步及在保密通信中的应用

为进一步提高保密通信的安全性,应用Lyapunov稳定性理论以及自适应控制方法,在广义混合错位投影同步与函数投影同步的基础上提出了广义混合错位函数投影同步(GHDFPS),给出了不同阶参数不确定混沌系统的广义混合错位函数投影同步与参数辨识的控制方法,并研究该同步类型在保密通信中的应用。通过严格的数学证明和数值仿真,不同阶参数不确定混沌系统实现了广义混合错位函数投影同步,辨识出了不确定参数。由于广义混合错位函数投影同步中的函数比例因子矩阵的多样性,使该同步类型应用在保密通信中更具有安全性;同时,将此同步类型和实现该同步的控制方法用于混沌掩饰调制保密通信中,将能解调出多个信号,并能检验信号的真实性。     

统一混沌系统的混沌观测器同步控制及其应用

根据连续时间混沌系统可由单变量及其导数重构相空间的原理,采用混沌观测器同步方法.研究了统一混沌系统的同步控制问题.基于连续系统的稳定性准则,提出了统一混沌系统的混沌观测器同步定理.将该同步方法应用于保密通信,设计了基于时分复用的混沌掩盖保密通信新方案,并对该方案的保密性能进行了分析.基于MATLAB的数值仿真结果证明了同步控制方法和保密通信方案的有效性.     

连续时延耦合系统的混沌同步及其在保密通信中的应用

研究了具有连续时延双神经元系统的双向耦合混沌同步问题及在扩展频谱保密通信中的应用。利用Krasovskii-Lyapunov理论,给出了系统同步的一个充分条件,通过选择合适的耦合参数可以保证全局混沌同步。给出了使用混沌掩码技术在扩展频谱保密通信中的应用实例。     

语音混沌掩盖保密通信系统研究与实现

本文在DSP平台上构建了实时语音混沌掩盖保密通信系统。首先通过分析混沌掩盖信号和语音信号的功率谱,研究了安全性,从而给出了低通滤波器和放大器相结合的方法,产生适用于混沌掩盖的信号。其次针对DSP系统发送端和接收端的同步误差积累导致失步问题,给出周期强制同步方法,使同步误差被控制在峰-峰值100mV～250mV的范围内。实现了基于Lorenz系统的语音混沌掩盖保密通信,通信的语音质量基本满足要求。     

一种混沌语音保密通信系统

随着现代计算机技术和网络技术的发展,IP电话已越来越广泛应用于人们的日常生活中,由此带来的语音信息的保密传输的要求也越来越迫切,传统的加密算法已经倍感压力.混沌是指在确定的非线性系统中出现的一种非常复杂的随机现象.近年来混沌同步及其在保密通信中的应用受到了广泛的关注,已成为混沌应用领域中的热点.针对无刷式直流电机(BLDCM)这一混沌模型,用状态观测器方法实现了发送端和接收端的混沌同步,同时构建了两种基于该混沌模型的混沌同步保密通信系统,在这两种系统中成功实现了语音信号的安全通信,通过语音信号传输过程的动态模拟实验验证了这两种语音保密通信系统的有效性.     

参数不确定的混沌同步及在保密通信中的应用

针对参数不确定的Chen混沌系统的同步控制和在保密通信中的应用进行了仿真研究.采用参数自适应控制策略对系统中不确定的参数进行辩识,并且基于Lyapunov稳定理论,设计出一种非线性反馈控制器,实现了性能良好的混沌同步,进而用混沌掩盖的方法将该同步方法应用于保密通信.仿真结果表明可以实现单调快速同步,能较快辩识未知参数,应用于保密通信可以达到掩盖有用信号的目的,并且可以无失真的恢复有用信号.     

CNN超混沌同步保密通信系统的研究

常规的混沌同步保密通信系统一般是在理想状态下进行研究的,但实际上,混沌信号不可避免地受到各种噪声的干扰,这将直接影响保密通信的效果.将高斯白噪声加入到由细胞神经网络构造的超混沌同步保密通信信号系统,提出通过选择反馈矩阵的方法可将噪声的影响降至最低.且将已用混沌系统多个状态变量加密后的信号与连续信号进行相加和相乘,增加了传输信号的复杂性,提升了通信系统的安全性.     

T混沌系统的自适应同步及其保密通信

针对一类新的T混沌系统,运用非线性系统理论和Routh-Hurwitz定理对系统平衡点的稳定性作了研究,并讨论了在参数已知和未知两种情形下的混沌同步问题。利用Lyapunov稳定性理论,结合主动控制思想,设计了两个非线性反馈控制器,在理论上证明了同步方法的有效性,得到了相关定理。对混沌系统的多个状态量和信息信号进行叠加,将同步方法应用到保密通信中,设计了一种混沌掩盖保密通信系统。仿真结果表明,所提控制器能够实现混沌系统同步,并在混沌掩盖保密通信中将信息信号有效地在接收端恢复出来。     

参数未知的自适应耦合同步及其在保密通信中的应用

在实际应用中,系统参数会随着环境的变化而变化,因此研究参数不确定混沌系统的同步更具有实际应用价值。文章针对参数完全未知的混沌系统,基于单向耦合同步方法,实现了混沌系统的自适应同步,为证明系统同步进行了严格的数学推导,并将同步的混沌系统应用到混沌保密通信中。计算机仿真表明混沌系统能够快速达到同步,且在混沌保密通信系统的接收端,有用信号可以有效地恢复出来,从而证明文章提出的方法有效且可行。     

一种改进的多级混沌加密系统

1 引言由于混沌信号具有高度的类随机特性和不可预测性,因此近年来混沌理论及其在保密通信、信息安全中的应用研究日益得到人们的广泛重视。我们知道通信中的同步是至关重要的。而关于混沌系统的同步,早在90年代初,L.M.Pecora和T.L.Carroll就在《物理学评论通信》(Physical Review Letters)上发表了题为“混沌系统中的同步”的研究报告,报道了他们在混沌同步方面所取得的具有里程碑意义的贡献。在这之后很多混沌保密通信方案几乎都是基于同步而获得的。文[2]采用同步混沌系统研究了一种新的混沌掩盖通信方案,它分为同步和信息传递两个阶段,同步阶段负责系统的同步,而传递阶段则只负责传递信息。文[3]研究了关于在驱动-响应混沌系统中通过只传递一个标量信号来实现自适应同步问题。文[4]提出了一种基于密码学的异构混沌系统,使用传统的同步方案实现了数字信号的保密通信。     

异结构混沌系统同步及其在保密通信中的应用*

根据主动控制思想和Lyapunov稳定性定理,构造主动控制器使得两个异结构的混沌系统在短时间内实现同步,并证明了混沌同步的鲁棒稳定性;利用MATLAB的Simulink技术进行数字仿真,将同步的异结构混沌系统应用到混沌掩盖和混沌参数调制保密通信中。仿真结果表明,异结构混沌系统能够实现稳定的同步,且在混沌掩盖和混沌参数调制保密通信中,有用信号均能有效地在接收端恢复出来。     

异结构混沌系统同步及其在保密通信中的应用

针对统一混沌系统和Qi混沌系统的模型，根据主动控制思想和Lyapunov稳定性定理，构造主动控制器使得这两个异结构的混沌系统实现同步，并且实现了驱动系统参数已知而响应系统参数未知的异结构混沌系统的白适应同步，并且能较怏的辨析出系统的未知参数．并利用MATLAB进行数字仿真，将同步的异结构混沌系统应用到混沌掩盖和混沌扩频保密通信中．仿真结果表明，异结构混沌系统能够实现稳定的同步，且在混沌掩盖和混沌扩频保密通信中，有用信号均能有效地在接收端恢复出来．     

Exponential synchronization of nonlinear multi‐agent systems with time delays and impulsive disturbances

The problem of cooperative synchronization of nonlinear multi‐agent systems with time delays is investigated in this paper. Compared with the existing works about synchronization (or consensus) of multi‐agent systems, the method in this paper provides a more general framework by considering nonlinear multi‐agent systems with time delays and impulsive disturbances. The model in this paper is sufficiently general to include a class of delayed chaotic systems. Based on the Lyapunov stability theory and algebraic graph theory, sufficient conditions are presented to guarantee the cooperative exponential synchronization for these multi‐agent delayed nonlinear systems. These conditions are expressed in terms of linear matrix inequalities, which can easily be checked by existing software tools. It is seen that the Lyapunov functions must be constructed based on the graph topology to prove synchronization. The well‐known master–slave (drive‐response) synchronization of two chaotic delayed systems is a special case of this paper, and therefore, the results in this paper are also useful for practical applications in secure communication. Simulation results verify the effectiveness of the proposed synchronization control algorithm. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Synthesis of fuzzy model-based designs to synchronization andsecure communications for chaotic systems

This paper presents synthesis approaches for synchronization and secure communications of chaotic systems by using fuzzy model-based design methods. Many well-known continuous and discrete chaotic systems can be exactly represented by T-S fuzzy models with only one premise variable. According to the applications on synchronization and signal modulation, the general fuzzy models may have either i) common bias terms; or ii) the same premise variable and driving signal. Then we propose two types of driving signals, namely, fuzzy driving signal and crisp driving signal, to deal with the asymptotical synchronization and secure communication problems for cases i) and ii), respectively. Based on these driving signals, the solutions are found by solving LMI problems. It is worthy to note that many well-known chaotic systems, such as Duffing system, Chua's circuit. Rassler's system, Lorenz system, Henon map, and Lozi map can achieve their applications on asymptotical synchronization and recovering messages in secure communication by using either the fuzzy driving signal or the crisp driving signal. Finally, several numerical simulations are shown to verify the results.     

不同阶混沌系统同步及其在保密通信中应用

基于Lyapunov稳定性理论,采用主动控制思想研究了不同阶混沌系统广义投影同步问题,实现了混沌系统的广义投影同步,同时将该同步方法应用于保密通信中。数值仿真表明系统可实现广义投影同步,且在保密通信中能够有效恢复出有用信号。     

时变时滞非线性系统的间歇控制

时变时滞广泛存在于各种非线性系统中,研究了时变时滞非线性系统的间歇控制及其在保密通信中的应用问题,提出了一种间歇控制策略,理论上分析了其正确性,并且给出一个定理来确定控制器的相关参数。根据提出的定理,设计出间歇控制器使得两个含有时变时滞的Chua电路指数达到同步。将该方法应用到混沌保密通信中,在两个系统达到同步的基础上,发送端的信号能够在接收端很好地恢复出来,表明了该方法的可行性。     

基于状态观测器的混沌同步保密通信

基于状态观测器方法和Routh-Hurwitz判据,设计一类混沌系统的同步和保密通信的简单有效的方案,并分析系统的稳定性。通过设计状态观测器,使2个混沌系统保持同步,从而实现加密信号的再现。仿真结果表明,该方法在混沌同步及保密通信中具有同步速度快、系统精度高等优良性能。     

Robust Finite-time Synchronization of Non-identical Fractional-order Hyperchaotic Systems and Its Application in Secure Communication

This paper proposes a novel adaptive sliding mode control (SMC) method for synchronization of non-identical fractional-order (FO) chaotic and hyper-chaotic systems. Under the existence of system uncertainties and external disturbances, finite-time synchronization between two FO chaotic and hyperchaotic systems is achieved by introducing a novel adaptive sliding mode controller (ASMC). Here in this paper, a fractional sliding surface is proposed. A stability criterion for FO nonlinear dynamic systems is introduced. Sufficient conditions to guarantee stable synchronization are given in the sense of the Lyapunov stability theorem. To tackle the uncertainties and external disturbances, appropriate adaptation laws are introduced. Particle swarm optimization (PSO) is used for estimating the controller parameters. Finally, finite-time synchronization of the FO chaotic and hyper-chaotic systems is applied to secure communication.