[發明專利]混沌保密通信實驗電路

在審

• 申請號: 201610718527.7
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107786322A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 由國峰
• 申請（專利權）人: 由國峰
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及混沌保密通信實驗電路。

背景技術

在現代非線性理論中，混沌被定義為確定體系中出現的貌似無規律的隨機運動。對混沌的研究表明，一個完全確定的系統，即使非常簡單，由于自身的非線性作用，都具有內在的隨機性。混沌既不是具有周期性和對稱型有序，又不是絕對無序。我們可以用奇怪吸引子來描述這種非周期復雜的有序性。電路原理實驗課設置了自主探究實驗環節，教師只給出實驗的基本要求，學生在學習相關理論后，然后逐個搭接各功能模塊電路并測試，最后應用到一個實際系統。實驗課上關于“具有負阻特性的非線性元件的實現及其混沌現象的測試和應用”設計了一個實驗，并利用收音機發出的音頻信號測試了混沌同步對保密通信的作用。

發明內容

為解決上述問題，本發明設計了混沌保密通信實驗電路。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是。

混沌保密通信實驗電路由蔡氏電路，模擬電感電路和保密通信電路組成。

所述蔡氏電路，是一種產生混沌的最簡電路，包含豐富的混沌動力學特性。混沌電路的核心是由2只運放和6只電阻組成的分段線性電阻。

所述模擬電感電路，電感支路中增加了RC并聯結構，通過改變R或C的大小，實現蔡氏電路中可調電阻更大范圍的改變。

所述保密通信電路，混沌同步是實現保密通信的關鍵。利用混沌信號對通信信號進行某種方式的覆蓋，在接收端利用同樣參數電路將混沌信號去除，就可將信號恢復。由于混沌對參數極為敏感，當電路的維數繼續增加，結構變得更加復雜，破譯這樣的混沌密碼將幾乎變得不可能。

本發明的有益效果是，改進后的蔡氏電路產生的混沌包絡線清晰，電路運行的穩定性大大提高，可調電阻范圍增大，電路可調參數增多，為保密通信的實現提供了很好的基礎與傳統電路原理實驗不同，這種模塊化、開放式的實驗，充分調動了學生的自主學習和深入探究的積極性，動手能力和解決問題的能力大大提高，同時實驗結果的形象化也為實驗過程增添了樂趣。

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1是蔡氏電路原理圖。

圖2是蔡氏電路圖。

圖3是模擬電感電路結構圖。

圖4是改進的蔡氏電路原理圖。

圖5是保密通信電路圖。

具體實施方式

在圖1中，混沌發生器由3部分組成:分段線性電阻g；L和C2并聯振蕩電路；可調電阻R和C1的移相電路。

在圖2中，混沌電路的核心是由2只運放和6只電阻組成的分段線性電阻。

在圖3中，模擬電感電路，等效電感值為23.3 mH。電感支路中增加了RC并聯結構，通過改變R或C的大小，實現蔡氏電路中可調電阻更大范圍的改變。

在圖4中，在電感支路中串入一只小電阻R38，取值范圍10～ 20Ψ之間。這只小電阻對電路性能的調節起著不容忽視的作用；其余參數相同的情況下，加入這支電阻可以將陣發混沌產生時的可調電阻的范圍展寬，并且將產生雙吸引子時的可調電阻的阻值降低100Ψ左右；加入這只小電阻對調整可變電阻的阻值帶來了方便。

在圖5中，改進后的蔡氏電路在產生混沌信號和電路運行的穩定性能上都得到了很大的改善。測量出的混沌相圖包絡線清晰，波鍵和渦卷隨著可調電阻的改變表現出明顯的參數敏感性。從時域的波形分析表明，混沌信號的隨機性具有白噪聲的統計特性，這種性質為混沌保密通信提供了保證。