开题报告曹强(最终版)

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1、基于混沌同步的混沌掩盖保密通信（开题报告）12基于混沌同步的混沌掩盖保密通信测仪092(10093364)曹强摘要：随着科学技术的发展，保密通信成了越来越多人研究的课题。本课题主要研究基于混沌同步的混沌掩盖保密通信。首先介绍了混沌的一些定义与混沌的特征，阐述了混沌同步的概念和基于混沌同步的保密通信；然后给出了基于蔡氏振荡器的混沌同步的保密通信的总体思路，最后介绍了论文的进展和安排。关键词：混沌系统，混沌同步，保密通信1研究背景随着科学技术的发展，人类社会已经进入信息时代。人们在享受信息技术带来巨大变革和便

2、利的同时，也承受着信息篡改、信息泄露和信息伪造带来的诸多问题。如何实现信息的保密通信成为人们关心的问题。目前经典的密码学己被广泛深入地学习，许多破解密文恢复明文的方法已被公布，人们试图寻找一种新的保密通信机制更好地解决通信安全问题。混沌信号由于自身所具有的独特性质，特别适于保密通信中的应用。如今，混沌保密通信已成为保密通信领域最新的研究方向之一，受到人们极大关注[1]。混沌是非线性动力学系统所特有的一种运动形式，它广泛地存在于自然界，诸如物理、化学、生物学、地质学，以及技术科学、社会科学等各种科学领域。一

3、般而言，混沌现象隶属于确定性系统而难以预测（基于其动力学性态对于初始形态的高度敏感性），隐含于复杂系统但又不可分解（基于其具有稠密轨道的拓扑特性），以及呈现多种“混乱无序却又颇有规则”的图像（如具有稠密的周期点）[2]。混沌信号的非周期性连续宽带频谱和类似噪声的特性，使其具有天然的隐蔽性；此外，混沌信号对初始条件的敏感性，使得混沌信号具有长期不可预测性和抗截获能力；对于具有多个Lyapunov指数的超混沌系统，则有着更为复杂的运动轨迹，这使得混沌信号具有很高的复杂度；同时混沌系统由确定的非线性系统方程、参

4、数和初始条件等完全确定，因此使得混沌信号易于产生。这些特性都说明混沌信号特别适用于保密通信。在过去，由于混沌的奇异特性，特别是对初值的极端敏感性，使得混沌控制举步维艰，人们在实践中总是希望避免混沌这个“有害”的现象。但在1990年，Ott，Grebogi和Yorke基于参数扰动方法，成功实现了混沌系统的控制（OGY方法）；与此同时，美国海军实验室的学者Pecora和Carroll发表了运动轨道同步化的论文，提出了混沌自同步方案。以前人们认为在实验室里重构相同的完全同步的混沌系统是不可能的，混沌同步的发现打

5、破了这个禁锢，开创了一片新的科研天地。到目前为止，混沌同步的研究已经取得了丰硕的成果，得到了多重混沌同步的实现方案，例如主动-被动同步法、驱动-响应同步法、耦合同步法、反馈控制法、自适应控制方法、脉冲控制方法、主动控制方基于混沌同步的混沌掩盖保密通信（开题报告）12法、无源控制方法、滑模控制方法等等。控制理论能被广泛的应用于混沌同步中，这主要是由于混沌同步可以被看成一种特殊的控制形式，即控制的跟踪信号时混沌同步系统中的驱动系统的状态。各种混沌同步方案的提出与实现，是混沌同步在物理、保密通信、生物学、信息科

6、学、化学反应等领域具有了广泛的应用前景，成为今年来非线性科学领域的研究热点之一。几年来混沌同步控制理论的成熟，为混沌在通信中的应用提供了理论基础，与其他加密防范不同的是，混沌加密是一种动态的加密方法，由于其处理速度和密钥长度无关，因此这种方法的计算效率很高，尤其是它可用于实时信号处理，同时也适用于静态加密的场合。用这种方法加密的信息很难破译，具有很高的保密度。基于现有的各种同步方法，人们建立了多种混沌通信方案，如混沌掩盖、混沌调制和混沌键控等。这些保密通信方案的基本思想是以混沌信号作为载体，信息隐藏于混沌

7、载波中，接收机则利用混沌同步特性解调信息。目前尽管混沌保密通信技术的研究仍处于实验室阶段，但由于混沌保密通信具有实时性强、保密性高、运算速度快等明显优点，已显示出其在保密通信领域中的巨大应用价值。2文献综述2.1混沌人类对于混沌的研究源远流长，世界上第一位真正发现混沌的学者是法国伟大的数学家和物理学家Poincare。他在研究天体的三体问题时发现了混沌现象，认识到三体引力相互作用能够产生惊人的复杂行为，1903年，提出了著名的Poincare猜想[3]。他所创立的组合拓扑学是当今研究混沌学必不可少的工具，

8、为混沌科学的发展做出了重要的贡献。续Poincare之后，一大批数学家和物理学家所作的出色工作为混沌理论的建立提供了宝贵的知识积累。特别是Birkhoff于1917年至1932年间在动力学系统研究中发表的一系列的论著[4]，他在Hamiton微分方程组的正则型求解及不变环面的残存等问题上[5]，在对不可积系统的轨道特征、遍历理论方面都有重要贡献。他在研究有耗散的平面环的扭曲映射时发现了一种极其复杂的“奇异曲线”，这实际上是混沌