基于拓扑马蹄的混沌动力学研究进展

拓扑马蹄理论是混沌研究的重要分支，是迄今为止能够达到数学严格性的核心混沌研究方法之一．基于简明的宅间几何化思想，拓扑马蹄为非线性系统复杂行为的数值与理论研究搭建了一座桥梁，从而人们可以进行混沌行为的不变集刻画、存在性证明、拓扑熵估计、以及内在机制揭示等一系列研究．本文希望通过综述当今基于拓扑马蹄的混沌研究最新进展，使研究者深入了解这套功能强大的方法体系，并能加以应用．本文酋先从人们所熟知的Smale马蹄开始介绍现代拓扑马蹄理论的发展历程；然后介绍了当今的拓扑马蹄引理，讨论了拓扑马蹄存在条件和相应的搜寻方法；最后，利用拓扑马蹄研究的工具箱HsTool，以经典离的散Henon映射和著名的Saito电路为例，展示其拓扑马蹄的研究过程．     

基于双耦合改进型混沌振子系统的弱信号检测

介绍传统的单Duffing混沌振子系统检测微弱信号的原理。传统混沌检测弱信号方法中,在强噪声环境下检测弱信号时系统易出现相位变化不稳定、抗噪性需进一步增强等问题。针对这些问题,本文提出基于双Duffing耦合改进型振子系统来对强噪声环境下的弱信号进行检测的方法,并用此方法对强噪声下的微弱正弦信号进行检测仿真。通过仿真得出双耦合改进型混沌振子系统能够更好地检测强噪声环境下的弱信号,对噪声有着更好的抑制作用。     

超混沌LC振子系统的主动追踪控制

针对四维超混沌LC振子系统,设计了非线性控制器.理论证明了该控制器可使受控超混沌LC振子系统按指数速率追踪任意给定的参考信号,并实现了超混沌LC振子系统与不同维数混沌系统的异结构同步.数值仿真实验验证了该控制器的有效性.     

基于双混沌映射的图像加密算法

提出了一种基于Logistic和Henon混沌映射的图像加密方法.首先利用Logistic混沌动力学系统产生的混沌序列,通过动态量化算法增强其随机性和复杂性,对原始图像进行混沌置乱,得到置乱图像.然后对Henon混沌映射产生的序列进行量化变换,产生"异或"矩阵,与置乱后的图像进行"异或",实现对图像的加密.仿真实验表明,该方法具有良好的加密效果和较强的安全性.     

基于耦合映射格子的混沌块密码系统

提出一个基于耦合映射格子的混沌块密码系统,设计一种明文块加密顺序的动态更新规则,每次更新的子区域顺序以及不同子区域明密文之间的复杂反馈关联均使得明密文之间的规律更加隐蔽。采用简单一维混沌映射,仿真实验表明,与类似的混沌加密算法比较,得出的各项统计数据均显示该系统具有较高的安全性及加解密效率。     

基于耦合锯齿混沌映射的虚拟光学加密系统

文中结合时空混沌系统具有初值和控制参数的高度敏感性,并能产生大量非相关的伪随机序列的特性,提出了一种基于耦合锯齿混沌映射生成虚拟光学加密系统的随机模板的方法。该方法基于交叉耦合映像格子模型,局部状态演化方程采用锯齿混沌映射,构成时空混沌系统。实验结果表明,当耦合系数ε的取值小于0．01时,基于交叉耦合映像格子模型的锯齿混沌系统可以生成具有均匀分配的混沌序列。经Matlab仿真实验证明,该加密系统密钥的灵敏度高,在一定的密钥长度下可以抵抗暴力破解。     

基于双混沌系统互反馈的加密算法

为使低维混沌加密系统具有较高的安全性和良好的运算效率,提出一种基于Logistic映射和Tent映射的复合混沌加密系统。通过两种映射互反馈产生密钥序列,再对读取的明文进行加密;同时利用密文反馈的方式来改变混沌映射的迭代次数,使迭代过程具有一定的随机性。结果表明,与单一的Logistic混沌加密相比,该算法具有很大的密钥空间、较高的加密强度和低维混沌加密系统的良好的运算效率,而且能有效地抵抗穷举攻击、统计学攻击和相图攻击。     

基于多重耦合降噪的混沌测量研究

混沌测量系统对噪声的敏感性很高,为了增强其抗噪声干扰的能力,提高系统的测量精度,该文提出对混沌测量电路进行多重耦合.从理论上推导了该方法的可行性,并且通过实验进一步从序列符号距离和线性度两方面进行比较,结果表明经过多重耦合的混沌测量电路,与未耦合以及相邻耦合的测量系统相比,具有更强的噪声抑制能力.因此在耦合测量系统中,系统耦合强度与其噪声抑制能力成正比,在相同个数测量电路参与耦合的情况下,本文所提出的多重耦合方式可以使测量系统得到较优的测量精度及稳定性.     

基于耦合Logistic映射的伪随机位发生器及其在混沌序列密码算法中的应用

In this paper, the recent progress on chaotic cryptography is summarized firstly. Then a novel pseudorandom bit generator based on coupled Logistic maps is proposed. Theoretical analysis and numerical experiments illustrate that it is superior to those in the literature. Finally, some examples are given to demonstrate the applications in the stream-cipher algorithms.     

一类冲击碰振系统的分岔及混沌演化分析

运用Poincaré映射理论与计算机仿真,研究了三自由度含间隙碰振系统的分岔和向混沌演化的道路.结果表明,在Hopf-flip余维二分岔点附近存在倍化分岔和Hopf分岔,不动点先发生倍化分岔形成周期2点,又经过Hopf分岔形成了概周期运动.Hopf-Hopf余维二分岔通过数值仿真展现了Hopf分岔、环面分岔以及由"近正方形"概周期吸引子转迁为混沌的奇异过程.通过对该类系统的研究,可以为工程实际中的含间隙碰振系统的优化设计提供理论参考.     

一种基于双混沌映射的加密算法设计与应用*

提出了一种基于logistic和Henon的双混沌映射加密算法,通过级联一维混沌系统和二维混沌系统,利用复合迭代所产生的混沌序列对明文进行加密,开发了算法的模拟实验平台。实验结果表明,与传统DES和基于Lorenz的加密相比,该算法在加密强度和运算效率上达到了较好的均衡。     

海杂波背景下基于混沌理论的目标检测

根据海杂波具有混沌特性这一先验信息,利用RBF神经网络预测器的学习和对非线性函数的逼近能力,首先重构海杂波的内在动力学,然后引入一种基于预测误差的检测方法对微弱脉冲信号和矩形信号进行检测分析,最后得出了这种检测方法对微弱脉冲信号有较好的检测性能,信杂比改善可达43.3898 dB;而对矩形信号只在信号的起点和终点附近提高了检测性能,有类似的信杂比改善,中间各点检测不到信号,信杂比改善不大.     

二维耦合映象格子混沌加密彩色图像水印

提出了一种二维耦合映象格子混沌加密的彩色图像自适应水印算法。该算法采用二维离散耦合映象格子混沌系统迭代生成加密水印。在水印嵌人过程中,把彩色图像亮度分量分成互不重叠的图像块,用分数盒维数分析各块的特征,提取特征块和次特征块,对它们分别进行一级小波分解,先将水印以不同强度自适应地嵌入到特征块的小波域低频子图中。在保证隐蔽性的前提下,再次将水印以不同强度自适应地嵌入到次特征块的小波域低频子图中。实验结果表明,该算法对JPEG压缩、加噪、剪切、滤波等具有较强的稳健性。     

基于混沌技术的连续禁忌搜索算法研究*

将混沌技术与加强连续禁忌搜索算法(ECTS)相结合,利用混沌的随机性和遍历性,结合ECTS算法的快速性,提出一种混合最优化搜索算法--混沌加强连续禁忌搜索算法(CECTS).通过应用Benchmark函数对CECTS算法进行测试表明,CECTS相对于ECTS算法能够提高寻优的成功率,减少目标函数的计算量,是一种比较适合工程优化问题的优化方法.     

基于Logistic混沌系统与魔方变换的图像加密方案

设计了一种基于Logistic映射与魔方变换的图像加密方案。该方案采用改进的混沌序列二值化方法,并借用魔方变换的思想,将二值序列转换所得的整数序列与图像像素值运算后,对图像的行列分别作循环移位完成对图像的加密。实验结果分析表明,该加密方案具有良好的图像加密效果,对于常见的攻击具有较强的抗干扰能力。     

仿真交通流混沌转化过程研究

为分析交通流混沌转化机理,探讨了车头间距和交通流混沌之间的关系。利用Matlab软件编制皮埃莱（Bierley）模型来产生仿真交通流时间序列,在一定参数组合情况下,研究了交通流车队中前后车辆的车头间距变化过程。通过分析这种车头间距变化曲线相轨迹,可以明显地观察到交通流混沌运动和有序运动之间的转化过程;在此基础上,应用最大Lyapunov指数改进算法对仿真交通流混沌转化过程进行了理论分析,讨论了车头间距对交通流混沌转化过程的影响作用。研究表明,车头间距的变化是交通流混沌现象产生和转化的根本原因。该研究结果有助于进一步理解交通流混沌现象,并为短时交通流预测和智能交通控制提供理论依据。     

基于混沌理论的低截获概率雷达波形设计

为提高低截获概率雷达的射频隐身性能,提出了一种基于混沌理论的雷达波形设计方法。利用混沌信号的低截获性和良好的保密性,选取混沌logistic映射对传统调频信号进行优化,即用混沌序列去确定调频信号的频率变化,设计一种混沌调频信号。为验证波形性能,分别从抗截获能力、探测能力两个方面来衡量信号性能。理论分析来看,设计的混沌调频信号具有较大的时宽带宽积,能够较好地降低截获因子以提高隐身性能。仿真表明,在与几种经典的低截获概率雷达波形的性能比较中,该混沌调频信号的模糊函数图更接近“图钉形”,具有更好的测速测距精度。     

基于网络拓扑和节点兴趣的P2P搜索机制

对于搜索机制而言,终端用户的反应时间是最重要的性能指标.在P2P系统中,终端用户的反应时间多由网络传输时间决定.提出了一种基于网络拓扑和节点兴趣偏好的P2P搜索机制,使终端用户在进行资源搜索时尽量命中在拓扑上与自己最近的,兴趣偏好也最接近的节点,减少路由距离和转发查询消息副本的数量,最小化网络传输时间,提高查询效率.