探索基于束晕-混沌的网络必威体育官网网址通信.PDF

探索基于束晕-混沌的 网络必威体育官网网址通信 刘强、李永 复杂网络小组 中国原子能科学研究院，北京 Outline 一. 引言 二.束晕-混沌必威体育官网网址通信电路设计原理 三.基于束晕-混沌的必威体育官网网址通信电路 四. 小结 1. 引言 网络时代的数据传输频繁且传输数据量非常巨大， 加密是保护信息安全的可行且有效的手段。 1. 引言 按照发展进程来看，密码包括古典密码、对称密钥密码和 公开密钥密码等。目前在数据通信中使用最普遍的算法有 DES 算法、RSA 算法等； 混沌通信具有许多优点: 必威体育官网网址性强，因为具有宽带特性，特别是利用时空混沌增强抗破译 、抗干扰(鲁棒性)能力； 具有高容量的动态存储能力； 具有低功率和低观察性； 设备成本低等。 混沌必威体育官网网址通信已经成为必威体育官网网址通信的一个新的发展方向： 基于混沌的非周期宽带连续频谱特性的扩谱通信； 基于混沌复杂性的必威体育官网网址通信； 基于混沌信号不相关的多用户通信。 2. 束晕-混沌必威体育官网网址通信电路设计原理 束晕-混沌离子束包络方程 dx 1 x 2 dt dx2 2 K 1 =− + + + (a b cos(x )) x , dt 3 1 x x 3 1 1 dx 3 ω. dt 其中方程的参数分别取为：a=1.65, b=1.25, w=2 π, K=5；当方程的初始条件(x (0),x (0),x (0)) = (1.0, 1 2 3 0.5, 2 π)，相空间（x1,x2 ）的相图处于混沌态如图所 示。 2.1 驱动-响应同步 利用驱动-响应混沌同步方法将一个束晕-混沌振子作为 驱动振子，另一个束晕-混沌振子作为响应振子，在x2变 量引入同步控制器G能够实现驱动振子和响应振子的完 全同步，同步控制器G设计为： G g( x =−y )eq ( x2 −y2 )2 2 2 其中g=0.02、q=10。 利用驱动-响应混沌同步方法，将驱动端的束晕-混沌信 号作为加密信号，采用混沌掩盖的方式对原始信号进行 加密得到密文信号，在响应端将加密信号与驱动端完全 相同的解密信号进行解密，就可以恢复出明文信号，这 样就为单向必威体育官网网址通信提供了理论基础。 2.2 小世界拓扑耦合同步 现实世界中的通信网络，例如互联网中计算机节点非常 多，研究表明这些计算机节点所构成的复杂网络具有复 杂网络的小世界特性，因此实现具有小世界拓扑的网络 通信具有重要的实用价值和现实意义。 小世界网络中每个节点上引入束晕-混沌振子可得到具有 小世界拓扑的束流传输网络，在束流传输网络中每个束 晕混沌振子的x 变量方程中引