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时空混沌系统在必威体育官网网址通信中的应用 旭1) 汪柏年2) 张 ( 1) 河北工业大学理学院 天津 300130; 2) 沈阳大学师范学院 辽宁 沈阳 110015) 摘 要: 以环形腔中激光振荡输出空间扩展模型为例, 研究了多组信息同时编码的时空混沌加密及解密, 给出 安全可靠的加解密结果, 并对抗破译能力进行了检验, 完成了互联网上必威体育官网网址通信实验, 结果令人满意Λ 关键词: 时空混沌; 必威体育官网网址通信; 互联网 中图分类号: TN 918. 4 文献标识码: A 文章编号: 100524642 (2003) 1020013204 A pp l ica t ion of spa t io tem pora l chao s in secure comm un ica t ion ZHA N G X u 1) W A N G B a i2m ian 2) ( 1) Schoo l o f Sc ien ce s, H eb e i U n ive r sity o f T ech no lo gy, T ian jin , 300130; 2) N o rm a l Schoo l, Sh en yan g U n ive r sity, Sh en yan g, L iao n in g, 110015) A bstra c t: B a sed o n th e sp a t io tem po ra l ch ao s ( ST C ) o f th e ex ten ded sp a t ia l m o de l o f la se r o sc illa t io n o u tp u t in a r in g cav ity, som e g ro up s o f en co de r m e ssage p ro du ced b y ST C a re in ve st i2 ga ted. T h e co n ven ien t, rap id an d safe re su lt s o f add in g an d ex t rac t in g d ig ita l m ed ia a re g iven. T h e secu re comm u n ica t io n exp e r im en t s o n In te rn e t a re p e rfo rm ed, an d th e re su lt s a re sa t isf ied. Key word s: sp a t io tem po ra l ch ao s; secu re comm u n ica t io n; In te rn e t 地运载信号的特性, 实现了多个电子文本的同 时加密及解密, 很好地解决了数据通信中的安 全问题Λ 2 时空混沌加密 1 引 言 随着计算机网络通信的飞速发展, 提高传 输数据的安全性已成为重要的研究课题Λ 由于 混沌信号具有良好的伪随机特性, 用它作密钥 来加密机密文件具有很好的掩蔽性和抗破译能 力; 同时混沌系统是由确定性方程描述的, 只要 预先知道系统参量和初值, 密钥流就能由计算 机完全复制出来, 用于解密过程而获得明文信 息Λ 这种快速、安全、有效的加解密方法特别适 合于 Em a il 和多媒体等必威体育官网网址通信Λ 我们采用时空混沌系统的输出信号作为密 钥, 利用时空混沌中大量的空间单元可同时输 2. 1 加密方式 加密系统采用的基本工作方式叫密码体 制, 它由密码算法和密钥组成Λ按照加密方式的 不同分为一次一密密码体制和分组密码体制: 1) 一次一密??码体制的密钥流无周期性, 每个密钥只使用 1 次且密钥流的长度等于明文 的长度; 2) 分组密码体制是将明文分成若干组, 每 机性好、算法复杂等特点Λ时空混沌系统产生的 信号具有无周期、随机性好等特点, 通过适当地 选择算法, 将时空混沌信号作为密钥流, 采用一 次一密的密码体制无疑是非常好的一种选择Λ 2. 2 编码方式 一个时空混沌系统可以同时输出大量的混 I n+ 1 ( i) = (1- D D ) f [ I n ( i) + n ( ) n ( ) f [ I i- 1 + f [ I i+ 1 ] 2 (3) 其局部动力学函数为2 I n+ 1 = f [ I n ( i) = I n exp Α - # (4) 1+ I n 沌 序列, 这样将 1 组 (m = ) 伪随机序列 1, 2, 其中 i= 1, 2, , L , 为横轴 x 上的格点坐标; L 作 为密钥流 M n (m ) 可以同时调制多个明文信 息 S