[發明專利]混沌加密通信實驗裝置及方法

在審

• 申請號: 201310385782.0
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103441835A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 尹社會;張勇
• 申請（專利權）人: 河南工業職業技術學院
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及教學實驗裝置，特別是涉及一種混沌加密通信實驗裝置及方法。

背景技術

混沌是指在確定性系統中出現的一種貌似規則的，類似隨機的現象。混沌是一種復雜的非線性、非平衡的動力學過程，其特點為，混沌系統的行為是許多有序行為的集合，而每個有序分量的正常條件下，都不是起主導作用；混沌看起來似為隨機，但都是確定的；混沌系統對初始條件極為敏感，對于兩個相同的混沌系統，若使其處于稍異的初態會迅速變成完全不同的狀態。混沌比較適用于保密通信領域，而重要的研究方向是保密通信的混沌加密。

在混沌教學時，觀察和了解混沌現象的各種實驗儀器在高校中已經非常普及，一般采用仿真展示進行講解，這樣只能讓學生對混沌現象有感觀的了解，難以使學生理解混沌加密及解密的原理。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種混沌加密通信實驗裝置及方法，可讓使用者對混沌現象和混沌加密通信原理有直觀的了解。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：一種混沌加密通信實驗裝置，其包括信號發生加密裝置、信號接收解密裝置及示波器，所述信號發生加密裝置包括信號發生器、加密模塊、第一混沌電路及同步電路，所述信號發生器用于發出待加密信號，第一混沌電路用于發出混沌信號，所述加密模塊采用卷積模型對所述待加密信號及所述第一混沌電路發出的混沌信號進行處理，以對所述待加密信號加密，所述同步電路用于發出混沌同步控制信號；信號接收解密裝置包括解密模塊及第二混沌電路，所述同步電路發出混沌同步控制信號用于驅動所述第二混沌電路，并由所述第二混沌電路產生混沌同步信號，所述解密模塊利用所述混沌同步信號并采用反卷積模型對加密后的信號進行解密；所述示波器用于顯示所述待加密信號、所述加密后的信號及解密后的信號的波形。

在本發明一個較佳實施例中，所述信號發生器包括上位機、存儲器、單片機及波形發生器，所述上位機用于輸入或變更設置條件，并發出需產生的波形指令；所述存儲器用于保存設置條件；所述單片機根據所述上位機發出的需產生的波形指令，從所述存儲器讀取相應的設置條件，并根據設置條件控制所述波形發生器產生對應的波形。

在本發明一個較佳實施例中，所述信號發生器還包括偏置發生電路及疊加電路，所述疊加電路與所述波形發生器及偏置發生電路連接，用于在所述偏置發生電路產生的偏置電壓上疊加所述波形發生器產生的波形。

在本發明一個較佳實施例中，所述波形發生器用于產生方波、三角波、正弦波或余弦波。

在本發明一個較佳實施例中，所述混沌加密通信實驗裝置還包括投影儀，所述投影儀與所述示波器連接。

本發明采用的另一個技術方案是：一種混沌加密通信實驗方法，所述方法包括以下步驟：步驟一：提供一混沌加密通信實驗裝置，其包括信號發生加密裝置、信號接收解密裝置及示波器，所述信號發生加密裝置包括信號發生器、加密模塊、第一混沌電路及同步電路，所述信號接收解密裝置包括解密模塊及第二混沌電路；步驟二：利用所述信號發生器輸出待加密信號，由所述示波器顯示所述待加密信號的波形；步驟三：所述第一混沌電路發出混沌信號，所述加密模塊將所述第一混沌電路發出的混沌信號作為加密信號并利用卷積模型對所述信號發生器輸出的待加密信號進行加密，所述示波器顯示加密后的信號的波形；步驟四：所述同步電路發出混沌同步控制信號，所述混沌同步控制信號驅動所述第二混沌電路，所述第二混沌電路與所述第一混沌電路處于同步狀態并產生混沌同步信號；步驟五：所述解密模塊利用所述混沌同步信號并采用反卷積模型對加密后的信號進行解密，所述示波器顯示解密后的信號的波形。

在本發明一個較佳實施例中，所述信號發生器包括上位機、存儲器、單片機及波形發生器，所述步驟一還包括以下步驟：向所述上位機輸入設置條件或通過所述上位機變更設置條件；所述存儲器保存所述設置條件；通過所述上位機發出需產生的波形指令；所述單片機根據所述上位機發出的需產生的波形指令，從所述存儲器讀取相應的設置條件，并根據所述相應的設置條件控制所述波形發生器產生對應的波形。

在本發明一個較佳實施例中，所述信號發生器還包括偏置發生電路和疊加電路，所述步驟一還包括以下步驟：所述單片機根據使用者的需求控制所述偏置發生電路產生所需大小的偏置電壓；利用所述疊加電路在所述偏置發生電路產生的偏置電壓上疊加所述波形發生器產生的波形，以輸出待加密信號。

在本發明一個較佳實施例中，所述對應的波形為方波、三角波、正弦波或余弦波。