基于共同混沌信号注入的激光通信信息双向保密系统

激光混沌耦合同步及其在保密通信中的应用
颜森林;迟泽英;陈文建;孙小菡;张明德
【期刊名称】《通信学报》
【年(卷),期】2004(025)001
【摘要】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1.31μm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.
【总页数】9页(P78-86)
【作者】颜森林;迟泽英;陈文建;孙小菡;张明德
【作者单位】南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏,南京,210094;南京晓庄学院,物理系,江苏,南京,210017;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏,南京,210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏,南京,210094;东南大学,电子工程系,江苏,南京,210096;东南大学,电子工程系,江苏,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】TP273;TN918
【相关文献】
1.时变耦合复杂网络的混沌同步在保密通信中的应用 [J], 孙慧静;马启建;赵文飞
2.激光耦合同步及其在光纤混沌保密通信中的应用 [J], 颜森林;迟泽英;陈文建;孙
小菡;张明德
3.耦合混沌系统的自适应同步及其在保密通信中的应用 [J], 于茜;罗永健
4.耦合系统的混沌同步及其在保密通信中的应用 [J], 王瑞兵;杨云霞
5.分数阶超混沌系统的耦合广义投影同步及其在保密通信中的应用 [J], 吕冰;朱长江
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基于Lü混沌系统的保密通信方案
皮辉煌;陈香;潘小霞
【期刊名称】《计算机安全》
【年(卷),期】2011(000)012
【摘要】基于混沌遮掩原理,针对Lü混沌系统设计了相应的控制器,给出了Lü系统的同步和保密通信的简单有效的方法,并分析了系统的稳定性.数值仿真验证了本方法的有效性.
【总页数】3页(P18-20)
【作者】皮辉煌;陈香;潘小霞
【作者单位】镇江船艇学院数学教研室,江苏镇江212003;镇江船艇学院数学教研室,江苏镇江212003;镇江船艇学院数学教研室,江苏镇江212003
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于超混沌Lorenz系统的自适应异步抗噪声保密通信方案 [J], 阿布都热合曼·卡的尔;米热古丽·艾力;木塔力甫·沙塔尔
2.基于Rossler超混沌系统模糊同步的保密通信方案 [J], 张文波;吴晓平
3.基于多涡卷混沌系统的数字保密通信方案 [J], 张旭;唐国宁
4.基于多涡卷混沌系统的数字保密通信方案 [J], 张旭;唐国宁
5.基于非自治混沌系统广义同步的数字保密通信方案(英文) [J], 许碧荣
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基于混沌同步的保密通信系统设计与实现近年来，信息安全问题越来越受到人们的关注。

随着技术的发展，保密通信系统在军事、金融、科研等领域扮演着至关重要的角色。

本文将介绍一种基于混沌同步的保密通信系统的设计与实现，旨在提供一种可行且安全的通信解决方案。

1. 引言在传统的通信系统中，由于信息的传递是通过明文进行的，一旦遭到黑客的攻击，信息的泄露成为了不可避免的。

因此，人们迫切需要一种有效的通信方式来保证信息的安全性。

混沌同步理论就是在这种背景下应运而生的，通过利用混沌现象的不可预测性和复杂性，为保密通信提供一种新的思路。

2. 混沌同步原理混沌同步是指两个或多个混沌系统在耦合作用下，其状态变量之间的关系保持一致。

混沌系统具有极高的敏感性和捕获能力，这使得混沌同步成为一种理论上可行的保密通信手段。

在混沌同步中，发送信号方（发送端）和接收信号方（接收端）之间通过共享的混沌映射来实现信息的加密和解密，从而达到保密通信的目的。

3. 系统设计基于混沌同步的保密通信系统主要由两部分组成：发送端和接收端。

发送端负责将明文信息转化为混沌信号，而接收端则负责将混沌信号还原为明文信息。

3.1 发送端发送端首先需要选择一个混沌系统作为基础模型，如Logistic映射、Chen系统等。

然后，在此基础上构建一个差分方程来描述混沌系统的运动规律。

差分方程的具体形式可以根据具体需求进行调整。

其次，发送端需要选择一个合适的加密算法来对明文信息进行加密。

一种常用的方法是采用置乱和扩频技术，将明文信息转化为随机扰动的混沌信号。

最后，发送端需要通过通信信道将加密后的混沌信号传输给接收端。

3.2 接收端接收端首先需要配置一个与发送端相同的混沌系统来模拟发送端的运动规律。

然后，接收端通过接收信道获取到加密后的混沌信号，并利用混沌同步原理将接收到的混沌信号与自身系统的状态变量进行耦合。

通过耦合力的作用，接收端能够实时地恢复发送端的混沌信号。

最后，接收端需要在恢复的混沌信号上进行解密操作，将混沌信号转化为明文信息。

混沌同步在保密通信中的应用【摘要】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。

【关键词】混沌同步；同步方法；保密通信从1990年Pecora和Carroll首次指出了混沌系统中的同步现象以来，人们对混沌同步现象的应用进行了广泛的研究。

本章主要研究混沌同步在保密通信中的应用，给出了混沌保密通信的两种设计方案，并以Lorenz系统和变形蔡氏电路混沌系统为例分析。

一、混沌保密通信的设计方案1993年，Cuomo和Oppenheim基于串联法用Lorenz系统构造了混沌掩盖保密通信系统，完成了模拟电路实验，他们将两个响应子系统合成一个完整的响应系统，使其构造和驱动系统完全相同，因此在发送器混沌信号的驱动下，接收器能复制发送器的所有状态，达到二者同步。

混沌掩盖通信的基本原理是利用具有逼近高斯白噪声统计的混沌信号在对有用信息进行混沌掩盖，形成混沌掩盖信号，在接收端则利用同步后的混沌信号进行去掩盖，从而恢复出有用信息，混沌掩盖方式不外乎有以下几种方式：在接收端利用同步后的混沌信号进行与之相应的逆运算则可恢复出有用的信息。

1.第一种设计方案这种混沌掩盖通信方式的特点是：用混沌信号去驱动响应系统，只要的功率比的功率小得多，这是保证实现混沌同步的必要条件之一。

这一条件使真实信号完全被混沌信号淹没，使得在信号通道中传送的是混沌信号。

基于混沌同步的保密通信
戴志诚;汪秉文
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2007(29)5
【摘要】针对网络数据传输的安全问题,提出了一种基于混沌同步的保密通信方法.通过设计非线性状态观测器,构造了两个混沌系统并使其保持同步,从而实现加密信号的完全再现.同时分析了同步系统的稳定性,给出了设计非线性状态观测器的方法.应用熟知的Rossler混沌系统构建保密通信系统,并进行分析和仿真.仿真结果表明,该方法具有设计简单、同步速度快、保密程度高等特点.
【总页数】4页(P699-702)
【作者】戴志诚;汪秉文
【作者单位】华中科技大学控制科学与工程系,湖北,武汉430074;华中科技大学控制科学与工程系,湖北,武汉430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP273;TP183
【相关文献】
1.基于genesio-lorenz混沌同步和反同步系统设计及其在保密通信领域中的应用[J], 庞晶;张国勇;苏双臣;王群
2.基于反馈调节函数投影同步的混沌保密通信研究 [J], 陈镜伯;冯平;唐宏;陈杰睿
3.基于混沌导频信号同步控制的混沌保密通信 [J], 李国华
4.基于新四翼混沌系统的复杂网络的混沌同步及其在保密通信中的应用 [J], 付宏
睿;史红涛;张建刚
5.基于双向混沌同步的保密光通信系统研究 [J], 王识;邢甜甜;王俊华;王增;江飞;田晶
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[收稿日期]6　[作者简介]吴先用(63),男,5年大学毕业,副教授,博士生,现主要从事混沌同步与信息隐藏方面的教学与研究。

一种基于混沌同步的保密通信方案的设计 吴先用　(长江大学电子信息学院,湖北荆州434023;华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074) 张红民　(长江大学计算机科学学院,湖北荆州434023) 李　涛　(华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074)[摘要]提出了一种新的基于混沌同步的保密通信方案。

首先在发射端和接收端分别构建一个驱动系统及相应的响应系统。

在发射端将信息信号调制到混沌变量中成为混沌传输信号,然后基于Lyapunov 稳定性理论使两混沌系统达到同步,在接收端对混沌传输信号进行解调从而恢复出信息信号,混沌系统的初始条件和系统参数作为解调密钥。

理论分析和数值仿真结果表明该方案是可行的。

[关键词]保密通信;混沌;混沌同步;驱动系统;响应系统[中图分类号]O41515[文献标识码]A [文章编号]16731409(2006)04007003自1990年Pecora 和Carroll 发现混沌同步以来[1],混沌同步的研究已在光学系统、生物系统、化学反应和信息通讯工程等各个领域展开,混沌同步与控制迅速成为非线性研究领域的研究热点。

近年来,专家们提出了许多实现混沌同步的方法[2～4]。

随着混沌同步概念的提出,利用混沌信号的宽频谱和类噪声特性进行保密通信就成为当前混沌研究领域的热点。

而且和传统的DES 和R SA 加密算法不同的是,其混沌加密速度几乎和密钥长度无关。

基于混沌的保密通信算法的基本思想是,用混沌信号来传输信息信号,信息信号隐藏于传输信号中并送到发射端(加密),为了恢复原始信息信号,在接收端构建一个同步动力系统来同步发射端系统(解密)。

因此保密通信的实质是实现接收端与发射端的同步。

基于混沌进行保密通信的方法已多有报道,如K ocarev 和王兴元等人基于非线性状态观测器,采用混沌掩盖法以掩盖传输信息[5,6];Dedieu 等人利用多个混沌发生器间切换的混沌键控法来产生传输信号[7];Halle 和Itoh 等人采用混沌调制法用于保密通信[8,9];Liao 等人基于Bell man 2Gronwall 不等式构造了状态观测器,并将其应用到混沌系统的保密通信中。

专利名称：一种基于激光混沌的长距双向视频保密通信装置专利类型：实用新型专利
发明人：刁润,吴加贵,邓涛,唐曦,缪雪丽
申请号：CN201620138455.4
申请日：20160224
公开号：CN205545285U
公开日：
20160831
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种基于激光混沌的长距双向视频保密通信装置，包括激光混沌同步模块、信号加载和解调模块、信号传输模块、视频信号处理模块；本实用新型基于激光混沌的长距双向视频保密通信的实现，可将视频信息进行纯物理的硬件加密，具有天然的物理安全性；同时又克服了传统电学混沌带宽地低、损耗高等缺点。

有长距离、高带宽、低损耗、实时双向、安全性高等视频通信优点，具有很大的应用前景。

申请人：西南大学
地址：400715 重庆市北碚区天生路2号
国籍：CN
代理机构：北京众合诚成知识产权代理有限公司
代理人：裴娜
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基于双向混沌同步的保密光通信系统研究王识;邢甜甜;王俊华;王增;江飞;田晶【摘要】文章对双向混沌保密通信方式进行了设计和研究,提出了一种双向混沌同步的理论模型及系统架构,并证明了其通信的可行性和安全性,利用通信双方系统的对称性,提高了混沌同步对色散和非线性效应的鲁棒性.最后,仿真证明了相互耦合的激光混沌系统可实现通信双方的抗截获保密通信.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】6页(P1-5,28)【关键词】混沌同步;保密光通信;抗截获【作者】王识;邢甜甜;王俊华;王增;江飞;田晶【作者单位】国防科技大学信息通信学院,武汉 430010;国防科技大学信息通信学院,武汉 430010;军事科学院系统工程研究院,北京 100141;军事科学院系统工程研究院,北京 100141;军事科学院系统工程研究院,北京 100141;国防科技大学信息通信学院,武汉 430010;武警河北总队参谋部综合信息保障中心,石家庄 050073【正文语种】中文【中图分类】TN9180 引言混沌系统的初值敏感性、产生混沌信号的宽谱性和伪随机特性使得其天然成为信息加密方向的宠儿。

混沌信号的宽谱能够实现信息在频域上的遮盖，伪随机性使得信息的时域特点消失，而初值敏感性使得系统的安全性能够得到保障。

正是基于上述特点使得混沌系统在安全通信上也占有自己的一席之地。

另一方面，信息的单向传输已得到广泛研究，光纤信道的双向性使得信息传输的双向甚至多向成为今后的发展趋势。

因此双向（多向）保密通信的研究是目前亟待解决的一个问题。

2006年，基于公共信道的双向保密通信思路由Klein等人率先提出［1］，国内外大量学者相继提出了基于激光混沌系统的保密通信方案。

这些方案可以分为两大类：一类是基于两个直接耦合的半导体激光器之间的混沌同步以实现信息的双向保密通信［2－4］；另一类是基于受同一混沌驱动信号注入下的无直接耦合的两个半导体激光器之间的混沌同步［5－8］。

基于两级混沌同步保密通信方案的设计
于茜;李春萍;冯秀琴
【期刊名称】《物理实验》
【年(卷),期】2009(29)11
【摘要】设计了基于混沌双重加密的混沌同步保密通信方案,用以改善保密通信系统的安全性. 一级加密采用了具有2种反馈的同步混沌系统,二级加密采用了超混沌系统. 仿真结果成功地还原了原文信号,证明所设计系统能够更有效的避免现有的基于混沌保密通信破译方法的攻击.
【总页数】4页(P5-8)
【作者】于茜;李春萍;冯秀琴
【作者单位】长春理工大学,理学院,吉林,长春,130022;长春理工大学,理学院,吉林,长春,130022;空军航空大学,基础部,吉林,长春,130022;长春理工大学,理学院,吉林,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】O415.5
【相关文献】
1.一种基于混沌同步保密通信方案的设计 [J], 宋春艳;张兴周
2.混沌同步的数字化信息保密通信方案设计 [J], 韩凤英
3.一种基于混沌同步的保密通信方案的设计 [J], 吴先用;张红民;李涛
4.一种基于两级混沌调制保密通信方案的研究 [J], 兀旦晖;宋玲芳
5.一种基于混沌同步的保密通信方案的设计 [J], 吴先用;张红民;李涛
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