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利用时空混沌同步进行语音保密通信

自从1990年Pecora等人[1]提出混沌系统的驱动??响应同步方案后,混沌在保密通信中的潜在应用就成为国内外信息科学界所关注的一个热点。由于混沌信号具有保密性强、宽带频谱、对初始值极端敏感以及类随机的特点,所以在保密通信方面具有潜在的应用前景。人们先后提出了多种混沌保密通信方案[2],如混沌掩蔽(chaos masking)[3]、混沌扩频[4~5]、混沌密码(chaotic cryptography)[6~7]和符号动力学编码等,在安全性、抗噪性、加密速度和通信效率等方面都无法满足实际要求。混沌保密通信方案不能应用的首要问题就是系统的安全性尚未获得公认的突破性进展。2002年,在863计划课题的资助下,对一维时空混沌密码系统进行了深入研究,发现现有混沌密码系统保密性低的原因是混沌同步对控制参数的变化不敏感,即解码端响应系统对控制参数(密钥)变化的灵敏度不高。利用误差函数分析法可以找到密钥。而时空混沌同步对控制参数的变化非常...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理学报》2005年10期
物理学报

旋转中心力场消除螺旋波和时空混沌

1·引言非线性科学涉及到物理、化学、工程、生物和医疗等多个领域,目前研究的范围主要包括:混沌[1—3],斑图形成[4—6],孤立子、元胞自动机和分形,他们随着计算机科学技术的发展获得了很大进展.螺旋波是斑图动力学的一个重要内容,近年来在实验和数值计算中得到广泛研究.近年的研究表明:螺旋波与心率不齐有关,螺旋波的破裂引起心脏猝死,这就是心颤问题(ventricular fibrillation(VF))[7—11].许多关于心颤的研究目前主要集中在各种哺乳动物心脏并提出了许多数学模型[12—16].Fitzhugh-Nagumo(FHN)[13,14]和Panfilov[12,15]方程被认为是比较理想的两个模型,在特定的参数下可以出现稳定旋转的螺旋波和时空混沌.许多方法被用来研究反应扩散和心肌组织中的螺旋波和时空混沌,张宏等[17]提出在激发介质局部区域连续注入周期信号来产生靶波以消除螺旋波和时空混沌;王鹏业等[18]提出用行波...  (本文共8页) 阅读全文>>

《高师理科学刊》2017年01期
高师理科学刊

方形耦合抑制心脏中的螺旋波和时空混沌

心脏中螺旋波的出现可能与心肌电位变化有关系[1],进而引起心动过速,同时当螺旋波失稳破碎时又容易引起心室颤动,病人经常由于心室颤动而失去生命.迄今为止,人们通过对心脏的临床研究已经提出了各种用来模拟心肌结构的模型[2-4],从而可以再现心肌的各种特征,从理论上着手去抑制心脏中的螺旋波和时空混沌的出现.怎样有效地消除这种螺旋波以及由于自身不稳定而诱发的时空混沌斑图已经成为非线性物理和生物物理领域研究的热点.目前,学者们提出了各种控制方法,像局部控制法[5],耦合控制方法[6],时空调制方法[7]以及极化电场方法[8]等.本文在双层的二维可激发介质中利用B?r模型[3]1636来数值模拟心脏中的心肌组织,从而再现心脏中的螺旋波和时空混沌.采取的方法是方形耦合,即利用第2层稳定的靶波周围的4个可激发点来单向驱动第1层对应的螺旋波或者时空混沌.B?r模型是一种用的比较多的用来模拟心肌中的螺旋波和时空混沌模型,其单向耦合的动力学方程为??...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理学报》2015年21期
物理学报

用低通滤波方法终止心脏组织中的螺旋波和时空混沌

1引言心脏是人体循环系统中的动力,心脏的功能是通过收缩和舒张来推动全身的血液循环.当心脏出现心动过速、无节律跳动和室颤时,心脏的功能将受到极大影响,甚至危及生命.研究表明:心律不齐可能与心肌组织出现螺旋波有关[1],螺旋波失稳后破碎形成时空混沌是室颤的主要原因[2],除在心脏中观察到螺旋波外,在一些物理[3]、生物[4]、化学等[5]系统中也观察到螺旋波,所以螺旋波动力学及其控制研究受到科技工作者极大兴趣[6-12],已经发现许多因素可对反应扩散系统中螺旋波动力学造成影响,例如介质的激发性降低[13],介质不均匀[14,15],螺旋波耦合[16],钾扩散耦合[17],早期后去极化[18]等,并且提出了许多终止螺旋波和时空混沌的方法[8,9,19,20].但是如何利用螺旋波和时空混沌的特点来消除它们,还有待深入研究,以便在消除心脏中螺旋波和时空混沌中有效降低副作用.众所周知,神经细胞在一定条件下可以出现延迟激发,最长延迟时间可达s...  (本文共8页) 阅读全文>>

《湖南工业大学学报》2010年05期
湖南工业大学学报

一维时空混沌密码系统及安全性分析

现有混沌密码系统在安全性方面存在缺陷,笔者通过对混沌密码系统进行研究,发现混沌同步对控制参数的变化不敏感是造成混沌密码系统保密性低的主要原因[1-2]。由于时空混沌同步对控制参数的变化非常敏感,因此,有学者结合混沌同步和序列密码算法提出了一种安全性较高的一维时空混沌密码系统。本文对该一维时空混沌密码系统进行了部分改进,并对改进系统产生的密钥序列进行了随机性检验和安全性能分析,以验证改进系统应用的可行性和安全性。1一维时空混沌密码系统基本原理王亥、匡锦瑜、胡岗、王建明和李吉忠等人在文献[3-6]中提出了一个一维时空混沌密码系统,该系统结构如图1所示。图中编码端和解码端各有1个单向耦合映射格子(one-way coupled map lattice,OCML)系统,分别用作产生加密密钥和解密密钥。编码端OCML系统的方程为:,(1)式中:n代表离散时间;式中i代表空间位置;式中L代表OCML系统的长度;式中cn为密文;式中Dn为两端...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理学报》2009年02期
物理学报

非线性耦合时空混沌系统的反同步研究

1.引言自然界存在大量的实际系统可以用时空混沌系统来描述,这类系统随时间和空间演化均表现为混沌行为.其中,耦合映象格子[1]是描述时空混沌系统最常见的一种形式,它不仅在数学上易于研究与计算,而且耦合映象格子本身能够呈现极其丰富的时空混沌动力学行为,因此被广泛应用于时空混沌同步的研究之中,并取得了一些有价值的结果.关于时空混沌同步的研究,目前比较常用的方法是变量耦合法,它是将针对时间混沌系统同步的变量耦合法直接推广而来的,通过状态变量之间的耦合抑制混沌系统的时空演化,从而达到混沌同步的目的.Emura[2]报道了通过线性耦合实现多个时空混沌系统的同步方案.Brandt等[3]利用变量耦合法实现了一类神经网络的时空混沌同步.Nekorkin等[4]完成了两个耦合映象格子之间的相互同步.Wang等[5]通过数值分析研究了线性耦合下复杂网络的时空混沌同步问题.Hu等[6]基于单向耦合映象格子模型提出了一种时空混沌同步方案.张旭等[7]利...  (本文共5页) 阅读全文>>