基于线性状态观测器的混沌同步及其在保密通信中的应用

给出了一类基于线性状态观测器混沌或超混沌同步的方案，并将其应用到混沌保密通信中。对观测器的理论分析表明，该方案的同步误差收敛速率是由观测器的增益参数θ来决定的；θ越大，同步误差的收敛速率越快。最后通过对Roessler系统的仿真研究，验证了该方案的有效性。     

混沌同步在保密通信中的应用

混沌理论是20世纪物理学最重大的发现之一。随着对混沌研究的不断深入,混沌保密通信成为现代通信技术中的前沿课题。混沌同步是混沌通信的关键问题,特别是近年来混沌系统的同步已经成为非线性复杂科学研究的重要内容。由于混沌信号具有非周期性、连续宽带功率谱和类噪声的特点,因此使其特别适应于保密通信领域。本文介绍了两种混沌掩盖保密通信系统的设计方案,并以Lorenz系统为例,根据这两种方案的设计原理,建立了Lorenz混沌掩盖保密通信系统。从安全度和保真度这两个方面对系统进行分析,为两种设计方案得出一些重要结论,也为混沌保密通信的实际应用提供了研究基础。     

混沌同步及其在保密通信中的应用

简要综述了混沌同步及其在保密通信中应用研究的发展和现状,讨论了几个重要发展问题。     

激光混沌耦合同步及其在保密通信中的应用

建立了外部光注入半导体激光器激光混沌耦合同步系统，导出了耦合条件下的激光扰动方程和激光同步扰动方程。成功模拟了外部光注入波长1．3lμm分布反馈半导体激光器的激光混沌耦合同步，其同步误差小且抗噪声干扰能力强。该同步系统在混沌模拟和数字保密通信中的数值模拟表明，无论是在时域还是在频域，信息都难以被分离，该系统确有较高的保密性能和反破译能力。     

混沌同步及其在保密通信中的研究进展

由于混沌系统的特性,使用混沌同步来达到通信保密比其他方法更好,因此,混沌同步理论越来越受到人们的重视。基于此背景,介绍了混沌同步的目的及常用的几种混沌同步方法,讨论了混沌同步在保密通信中的四种实现方案,包括其原理和特点,并归纳出相应的实现方法。最后,指出要使混沌保密通信走向实用化,还需解决的理论和技术问题。     

混沌电路同步及其在通信中的应用研究

混沌在实际系统中是很常见的，但直到最近工程人员大都把它作一种无用的东西并极力去避免它。本文给出了一个蔡氏电路系统在固有的混沌模式下实现同步的可能性。     

混沌神经网络及其在保密通信中的应用

具有高度复杂非线性动力学特性的混沌神经网络系统已成为近年来进行加密通信应用研究的热点课题。本文首先概括了混沌神经网络的一些主要理论模型及其非性动力学系统的特点和复杂性，并分析人们如何利用混沌神经网络的系统的这些复杂非线性特点，如混沌同步和混沌吸引子等，进行加密通信的基本算法原理，最后总结有关混沌神经网络及其加密通信应用中所需要进一步研究的一些课题。     

用细胞神经网络超混沌同步系统实现保密通信

本文提出了一种基于细胞神经网络超混沌同步系统的双通道保密通信系统。用降维观测器思想实现了四阶细胞神经网络超混沌系统的高精度同步，并将其用于双通道混沌保密通信：一个通道传送与信息信号无关的混沌系统的输出信号实现高精度同步，另一个通道传送用混沌信号加密的信息信号。由于同步和加密信号分开传送并且采用了超混沌系统，所设计的保密通信系统具有更高的保密性。     

激光耦合同步及其在光纤混沌保密通信中的应用

本文建立了光纤混沌保密通信耦合同步系统模型,实现了外部光注入分布反馈半导体激光器激光混沌在长距离光纤传输中的耦合同步,证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了这种传输的极限.该同步系统在长距离光纤混沌模拟和数字保密通信中的数值模拟表明,该系统确有较高的保密性能和反破译能力.光纤混沌保密通信是可以实现的.     

混沌同步自保持特性在保密通信中的应用研究

给出了一种便于集成的改进型Chua电路，构造出一种具有一定鲁棒性、抗干扰等特性的驱动-响应式混沌同步系统，研究发现此混沌同步系统具有自保持特性，并给出研究结果。利用此特性，解决了目前如何同时在同一信道中传输混沌同步控制信号和密文信号的关键性问题，实验证明了此方法的可行性，为混沌在保密通信的实际应用奠定了基础。     

混沌系统的混合同步及其在安全通信中的应用

提出了一类混沌系统的混合同步方法。利用非线性系统的状态观测器，给出了一类混沌系统的同步和安全通信的简单有效的方法，并分析了系统的稳定性，对Rossler混沌系统的分析和仿真研究表明，该方法在混沌同步及安全通信中具有同步速度快、系统精度高等优良性能。     

Improved auxiliary particle filter‐based synchronization of chaotic Colpitts circuit and its application to secure communication

In this paper, we propose a synchronization scheme based on an improved auxiliary particle filter (IAPF) for chaotic Colpitts circuit and conduct an experimental study on the synchronization performance with application to secure communications. Specifically, with the synchronization scheme, when the chaotic signals generated by an analog Colpitts circuit are transmitted through a nonideal channel, the distorted signals are processed digitally by the novelly designed IAPF at the receiver, in order to obtain the synchronized signals of the transmitter circuit. Experimental results indicate that synchronization can be achieved over both the additive white Gaussian noise channel and the multipath fading channel with low signal‐to‐noise ratio, even if there exist severe circuit parameter mismatches between the transmitter and the receiver. Furthermore, a chaos‐masking secure communication system is constructed and verified over both the additive white Gaussian noise channel and the multipath fading channel, and the bit error rate is evaluated versus different signal‐to‐noise ratios and symbol periods. It is shown that the achievable bit error rate can reach the order of magnitude of 10 ^{− 4} without error correction coding techniques. In addition, security analysis demonstrates that the proposed chaotic secure communication system is resistant to the brute‐force attack. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于非自治混沌系统广义同步的数字保密通信方案

在研究杜芬系统广义混沌同步的基础上,提出基于此广义混沌同步的数字保密通信的方案,将二进制信息调制为FSK信号,再由FSK信号驱动非自治混沌系统发出混沌信号,当系统处于广义混沌同步时,接收端便可恢复出二进制信息。从仿真结果看,此方案有效。     

基于多广义函数混沌同步的数字信号传输方案

讨论的是混沌保密通信问题。在多广义混沌同步和间歇偶合思想基础上提出了一种数字信号传输方案。在信号传输过程中，每个信号周期被分为两部分Tl，T2，分别用于实现同步和信号解调。通过随机选择广义函数和T1，T2的大小，大大提高了信息传输的安全性能。分析了T1，T2与安全性能和信息解调精度的关系。数值仿真表明效果良好。     

一种超混沌混合保密通信方案

本文将超混沌系统单变量单向耦合同步方法与两信道保密通信方案相结合，给出了一种双信道超混沌混合保密通信方案。发送端利用超混沌振荡器的一个或多个状态产生混沌密钥和遮掩信号，对信息信号先加密再遮掩，获得加密信号后使用一个信道传输；利用另一信道传输实现超混沌系统同步的单变量同步信号。接收端基于单变量单向耦合同步方法获得解密同步信号，实现信息信号高信噪比恢复。仿真结果表明了方案的有效性。     

ESO在具有不确定性的混沌系统同步中的应用

根据扩张状态观测器（ESO）的思想构造“扩张系统”通过挖掘同步误差中所隐含的系统信息,对扩张系统的各个状态进行估计,在此基础上设计物理上可实现的控制器,实现了两个具有模型或参数失配的混沌系统的同步。以Lorenz系统和Duffing,Vander Pol系统为例进行仿真,同步效果很好。     

基于间歇耦合和广义混沌同步的数字信号传输方案

该文讨论了一种基于间歇耦合思想和广义混沌同步的保密通信方案。在这种数字信号传输过程中,每个信号周期被分为两部分T1,T2,分别用于实现同步和信号提取,分析了T1,T2与安全性能和信息解调精度的关系。数值仿真表明效果良好。     

基于时滞不确定Lorenz混沌同步的保密通信

针对一类含保密信息的时延不确定Lorenz混沌系统,提出了基于径向基神经网络的同结构同步控制方案,在混沌系统同步的基础上,有效地恢复出隐藏的多路明文信号。利用神经网络的良好逼近能力对时延Lorenz混沌系统设计鲁棒同步控制器,实现了同步误差的收敛。当同步误差收敛时,混沌系统所传输的隐藏信号则可以正确恢复。仿真结果表明,文章所给出的同步控制器可以在5s内实现时延不确定Lorenz混沌系统同步,并能恢复出多路明文信号。