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混沌动力学特性及其在保密通信中应用的研究
作 者: 杨宏
导 师: 盛利元
学 校: 中南大学
专 业: 物理电子学
关键词: 混沌动力学 保密通信 密码学 混沌同步 混沌掩盖 混沌参数调制 超混沌
分类号: TN918.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2002年
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内容摘要
混沌由于其内禀随机性而适于在保密通信中应用。本文对混沌动力学与混沌保密通信进行综述后,采用Matlab仿真技术,系统地分析了典型混沌系统的动力学特性,为设计保密性能更好的混沌保密通信系统奠定了技术基础;首先,通过对Logistic映射全面的特性分析,从理论上证明了Logistic映射用于保密通信的有效性,在此基础上设计了基于Logistic映射的混沌参数调制方案,分析和模拟表明,这种混沌通信系统具有实现方便、性能可靠的特点;然后,重点研究了混沌动力学、现代密码学和通信技术之间的融合,提出了基于计算机网络通信协议的混沌加密方法,通过计算机仿真实验实现数字语音、图像、文本的保密通信,取得了满意的结果;最后,设计了基于混沌编码和混沌同步技术的实时混沌保密通信系统,对蔡氏电路和超混沌实时保密通信系统的仿真结果表明,该系统克服了混沌掩盖保密性差的不足,有效提高了通信的安全性。由于实时混沌保密通信系统综合了非线性理论、密码学以及通信技术的新成果,将在信息安全中具有广阔的应用前景。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第一章 混沌动力学与混沌保密通信发展综合评述 8-28 §1.1 引言 8-9 §1.2 混沌动力学发展概况 9-14 1.2.1 混沌的定义和特征 9-10 1.2.2 刻划混沌的特征量 10-13 1.2.3 混沌运动的研究方法 13-14 §1.3 混沌保密通信研究现状 14-26 §1.3.1 混沌同步原理及其方法 15-23 1.3.1.1 同步的定义 15-16 1.3.1.2 驱动——响应同步 16-17 1.3.1.3 主动——被动同步 17-18 1.3.1.4 基于相互耦合的同步 18-19 1.3.1.5 误差——反馈同步 19-20 1.3.1.6 变量反馈微扰同步 20-21 1.3.1.7 自适应同步 21-22 1.3.1.8 脉冲同步 22 1.3.1.9 D—B同步(差拍同步) 22-23 §1.3.2 混沌同步及应用的发展前景 23-24 §1.3.3 混沌通信方式 24-26 1.3.3.1 混沌掩盖 24-25 1.3.3.2 混沌切换 25-26 1.3.3.3 混沌参数调制 26 1.3.3.4 混沌扩频序列 26 §1.4 混沌通信的研究意义与应用前景 26-27 §1.5 本文所采用的研究方法 27-28 第二章 典型混沌动力学系统的特性研究 28-43 §2.1 引言 28 §2.2 奇怪吸引子 28-30 §2.3 连续混沌系统 30-41 2.3.1 蔡氏电路 30-34 2.3.2 Lorenz系统 34-35 2.3.3 Rossler系统 35-37 2.3.4 Duffing系统 37-38 2.3.5 陈氏电路 38-41 §2.4 离散混沌映射 41-42 §2.5 本章小结 42-43 第三章 Logistic映射特性分析及其在保密通信中的应用 43-66 §3.1 引言 43 §3.2 Logistic映射由倍周期分叉走向混沌的过程 43-52 §3.3 Logistic映射混沌序列及其Lyapunov指数 52-55 §3.4 Logistic映射的统计特性 55-57 §3.5 基于Logistic映射的混沌保密通信 57-60 §3.6 改进型Logistic映射的混沌参数调制法 60-65 §3.7 本章小结 65-66 第四章 基于计算机网络通信协议的混沌加密方法 66-85 §4.1 引言 66-67 §4.2 混沌与密码学 67-72 4.2.1 传统密码体制 67-68 4.2.2 混沌与密码学的关系 68-70 4.2.3 混沌分组密码 70-71 4.2.4 混沌序列密码 71-72 §4.3 基于计算机网络通信协议的混沌加密方法 72-84 4.3.1 保密通信的基本要求 72 4.3.2 混沌加密算法设计 72-76 4.3.3 混沌加密仿真结果 76-80 4.3.4 混沌加密的性能分析 80-82 4.3.5 混沌加密在多媒体信息处理中的应用探讨 82-84 §4.4 本章小结 84-85 第五章 实时混沌保密通信系统的设计和仿真研究 85-101 §5.1 引言 85-86 §5.2 一般保密通信系统的基本结构 86-87 §5.3 实时混沌保密通信系统的设计 87-90 §5.4 基于蔡氏电路的系统仿真 90-95 §5.5 基于超混沌电路的系统仿真 95-100 §5.6 本章小结 100-101 结束语 101-104 参考文献 104-108 致谢 108
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信保密与通信安全 > 保密通信:按结构原理分
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