基于混沌導(dǎo)頻信號(hào)同步控制的混沌保密通信

賴宏慧　陳瀾禎

摘 要：隨著現(xiàn)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的迅速發(fā)展，混沌保密通信已成為社會(huì)發(fā)展所關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)此問(wèn)題展開(kāi)全面化的分析研究，能夠?yàn)楸Ｃ芡ㄐ殴ぷ鞯陌踩蕴峁?qiáng)大的助力，為社會(huì)的和諧安定提供堅(jiān)實(shí)的保障。文章首先對(duì)混沌保密通信的主要內(nèi)容進(jìn)行了闡述說(shuō)明并且著重對(duì)基于混沌導(dǎo)頻信號(hào)同步控制的混沌保密通信設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析研究，以此幫助促進(jìn)其良好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：混沌導(dǎo)頻信號(hào)；同步控制；混沌保密通信

前言

上個(gè)世紀(jì)九十年代初，美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室研究人員運(yùn)用了開(kāi)展了混沌同步電路實(shí)驗(yàn)研究，其所運(yùn)用到的原理為驅(qū)動(dòng)-響應(yīng)式，這一研究成果的獲取使得越來(lái)越多的相關(guān)研究人員對(duì)于混沌理論的研究熱情得以充分激發(fā)出來(lái)。此信號(hào)的主要優(yōu)勢(shì)是其具備寬帶性、復(fù)雜性及正交性，因此在社會(huì)各領(lǐng)域中均得到了廣泛應(yīng)用，能夠幫助確保保密通信工作的安全性。近些年來(lái)，我國(guó)的混沌保密通信研究工作開(kāi)展中已獲取到了極佳的成果，此類研究方案主要被分為四個(gè)部分：混沌掩蓋、鍵控、擴(kuò)頻及參數(shù)調(diào)制。

1 混沌保密通信簡(jiǎn)介

混沌保密通信主要被分為三種類型：模-模通信、模-數(shù)-模通信及數(shù)-數(shù)通信[1]。而將其作為基礎(chǔ)所研發(fā)的三種保密通信設(shè)備也相應(yīng)的被分成了三種類型，第一種是模擬式保密機(jī)，主要的作用機(jī)制是其無(wú)論是發(fā)送還是接收的信號(hào)均為模擬信號(hào)而非數(shù)字信號(hào)。第二種是模-數(shù)-模式保密機(jī)，其主要的作用機(jī)制是接收信號(hào)的發(fā)送及接收端信號(hào)均為模擬信號(hào)。而中間對(duì)信號(hào)的處理及傳輸中信號(hào)均屬于數(shù)字信號(hào)。第三種則是數(shù)字式保密機(jī)，主要的作用機(jī)制為其發(fā)送及接收端口處的信號(hào)均屬于數(shù)字信號(hào)。此種新型數(shù)字保密設(shè)備能夠充分適應(yīng)及滿足現(xiàn)代信息傳輸需求，全面確保信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確及有效性?，F(xiàn)今混沌保密通信技術(shù)所涉及到的領(lǐng)域較為廣闊，其所包含的技術(shù)內(nèi)涵也更為豐富化，對(duì)其的研究也需進(jìn)一步的加強(qiáng)。在混沌保密通信技術(shù)中，核心技術(shù)為：混沌遮掩，也就是指混沌隱藏[2]。主要是將混沌信號(hào)作為整個(gè)信號(hào)傳輸活動(dòng)中的載體，并對(duì)信號(hào)傳輸中的隱秘信號(hào)進(jìn)行分析研究，對(duì)其實(shí)行加密處理。由于混沌信號(hào)自身包含著寬帶類噪聲，所以，信息信號(hào)能夠直接被隱藏至其中，難以被發(fā)現(xiàn)，能夠幫助獲取到極佳的保密效果隱秘性較強(qiáng)。

盡管混沌保密通信技術(shù)在現(xiàn)今社會(huì)發(fā)展中得到了較為廣泛化的運(yùn)用，其發(fā)展勢(shì)頭雖極為迅猛化，但是不可否認(rèn)的現(xiàn)今依舊處于一個(gè)發(fā)展階段中，另外，針對(duì)混沌通信技術(shù)發(fā)展不可僅運(yùn)用單一一種理論實(shí)現(xiàn)，而是需要運(yùn)用到多種交叉學(xué)科相互作用才能夠幫助完成最終的成型工作?；煦绫Ｃ芡ㄐ偶夹g(shù)在現(xiàn)今的發(fā)展中依舊存在著的一定程度上的缺陷不足，針對(duì)其抗干擾能力、抗破譯能力等相關(guān)問(wèn)題的研究有待進(jìn)一步的探索研究。混沌遮掩通信屬于混沌技術(shù)的核心所在。因此在對(duì)混沌技術(shù)做創(chuàng)新處理時(shí)，需注意配合運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同步混沌遮掩通信、PCM編碼通信等。在運(yùn)用到數(shù)字化的同步處理技術(shù)時(shí)，還需注意全面增強(qiáng)其通信靈活敏感性，確保通信保密的動(dòng)態(tài)性。還應(yīng)加強(qiáng)注意的是，混沌通信保密技術(shù)的今后發(fā)展模式將會(huì)逐漸趨于超時(shí)空混沌模式其自身具備極佳的保密性，且存儲(chǔ)量與傳統(tǒng)混沌通信技術(shù)相比，可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)了翻倍。

2 基于混沌導(dǎo)頻信號(hào)同步控制的混沌保密通信設(shè)計(jì)方案

2.1 混沌保密通信設(shè)計(jì)方案

此次所設(shè)計(jì)的混沌保密通信方案主要思想為將混沌同步及調(diào)制由兩個(gè)及其兩個(gè)以上主從關(guān)系且相異混沌系統(tǒng)完成，而且若是只存在單個(gè)混沌系統(tǒng)時(shí)，兩者則由不同的信號(hào)完成，其中導(dǎo)頻信號(hào)為混沌同步控制的信號(hào)，并與已完成信息信號(hào)調(diào)制的信號(hào)傳輸相對(duì)獨(dú)立。雖然同步控制信號(hào)與調(diào)制信號(hào)傳輸活動(dòng)是相對(duì)獨(dú)立的，但這并不表示其并行載波信道需具備兩個(gè)且為獨(dú)立化，而是能夠僅在單一的信道上完成信號(hào)傳輸工作，且無(wú)論是何種工作模式均可完成相關(guān)工作。由此可見(jiàn)，此次保密通信設(shè)計(jì)方案的優(yōu)越性。

2.2 混沌保密通信設(shè)計(jì)方案優(yōu)勢(shì)

第一，混沌同步控制信號(hào)可被作為導(dǎo)頻信號(hào)完成獨(dú)立傳輸工作，其收發(fā)兩端所運(yùn)用的是同等且與整個(gè)系統(tǒng)相符的同步控制信號(hào)，能夠?yàn)橥娇刂凭珳?zhǔn)度的提升提供幫助，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)收發(fā)端同步控制操作的靈活簡(jiǎn)便化。如可運(yùn)用前向或是反向的混沌導(dǎo)頻信號(hào)同步控制的方式[3]。兩種控制方式相對(duì)比，反向的通信系統(tǒng)更為隱秘化。第二，在整個(gè)通信系統(tǒng)之中，混沌調(diào)制及同步控制的信號(hào)是相分離的，混沌的產(chǎn)生及同步也不受到信息及混沌信號(hào)之間大小的限制影響，且能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)混沌調(diào)制方式的靈活、多樣化供助力。第三，在通信收發(fā)兩端的調(diào)制同步混沌系統(tǒng)兩者之間，可注意采用更為復(fù)雜化的同步控制計(jì)算法，從而幫助增強(qiáng)整個(gè)通信的安全保密性。此次混沌保密通信設(shè)計(jì)方案所具有的優(yōu)勢(shì)性使得在其應(yīng)用中，整體的保密安全性不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，可得到較為全面的保障。

3 混沌通信系統(tǒng)

3.1 混沌系統(tǒng)

為了對(duì)相關(guān)的結(jié)論進(jìn)行科學(xué)驗(yàn)證，因此應(yīng)構(gòu)建出一個(gè)具備導(dǎo)頻信號(hào)同步控制的通信系統(tǒng)。為了確保此系統(tǒng)具備通用性，需選用同一混沌系統(tǒng)的不同狀態(tài)變量，而非不同系統(tǒng)中的不同變量在，而通信收發(fā)兩端的混沌模型則采用Sprott系統(tǒng)I模型。

3.2 仿真系統(tǒng)構(gòu)建

仿真系統(tǒng)主要采用的是反向同步控制，也就是指運(yùn)用收端混沌系統(tǒng)y2去對(duì)發(fā)送端混沌系統(tǒng)中的y1進(jìn)行控制。而x1及y1則被分別運(yùn)用于發(fā)送、接收端信號(hào)的調(diào)制及解調(diào)工作。

4 仿真數(shù)據(jù)分析

在混沌通信中，混沌同步是其基本所在。仿真結(jié)果表明，運(yùn)用混沌導(dǎo)頻信號(hào)同步控制的方式能夠幫助實(shí)現(xiàn)通信接收發(fā)系統(tǒng)的混沌同步，而一些有效信號(hào)也不會(huì)對(duì)收發(fā)系統(tǒng)之間的混沌同步活動(dòng)造成什么干擾、阻礙。因?yàn)椴捎昧嘶煦缤娇刂菩盘?hào)及混沌調(diào)制信號(hào)隔離的方式，因此，混沌調(diào)制及被調(diào)制的信號(hào)之間所存在著的大小關(guān)系也不會(huì)對(duì)混沌同步活動(dòng)造成什么不利影響。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混沌調(diào)制及被調(diào)制信號(hào)的大小關(guān)系僅僅會(huì)受到電路性能的限制，尤其是一些運(yùn)算放大器的性能[4]。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科技的迅速發(fā)展使得社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中現(xiàn)代信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用，而在信息技術(shù)發(fā)展中，安全問(wèn)題是重中之重，因此，對(duì)于混沌保密通信技術(shù)的研究也越發(fā)引人關(guān)注。對(duì)基于混沌導(dǎo)頻同步控制的混沌保密通信技術(shù)方案進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，能夠幫助進(jìn)一步增強(qiáng)其信息數(shù)據(jù)傳輸活動(dòng)中的安全保密性，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)于外界盜竊行為的抵抗力，對(duì)混沌通信技術(shù)的全面化分析探究，新型方案的設(shè)計(jì)實(shí)踐，能夠幫助增強(qiáng)信息安全的更新應(yīng)用，從而使得我國(guó)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)、科技探究安全性及穩(wěn)定性均能夠得到全面保障，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)社會(huì)的良好及健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李國(guó)華.基于混沌導(dǎo)頻信號(hào)同步控制的混沌保密通信[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2014，31（9）：2788-2790.

[2]劉樂(lè)柱，張季謙，許貴霞，等.一種基于混沌系統(tǒng)部分序列參數(shù)辨識(shí)的混沌保密通信方法[J].物理學(xué)報(bào)，2014（1）：63.

[3]龐晶，蘇雙臣，劉金河，等.混沌保密通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，40（5）：17-21.

[4]呂恩勝，黃雙成.基于Wien橋的混沌保密通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子器件，2013，36（3）：359-362.