[發(fā)明專利]應(yīng)用于保密通信的受控Shimizu-Morioka系統(tǒng)與T系統(tǒng)的廣義混沌同步方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811137686.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN109474427A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張端;孫瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/12
• 分類號(hào): H04L9/12;H04L9/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種應(yīng)用于保密通信的受控Shimizu?Morioka系統(tǒng)與T系統(tǒng)的廣義混沌同步方法，所述方法包括以下步驟：1)廣義混沌同步問題描述；2)響應(yīng)系統(tǒng)的狀態(tài)變換和反饋；3)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換；4)廣義同步。本發(fā)明提供一種應(yīng)用于保密通信的受控Shimizu?Morioka系統(tǒng)與T系統(tǒng)的廣義混沌同步方法，以T系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以單輸入的受控Shimizu?Morioka系統(tǒng)為響應(yīng)系統(tǒng)，采用微分幾何中向量場(chǎng)的李導(dǎo)數(shù)方法設(shè)計(jì)一種混沌同步算法，實(shí)現(xiàn)廣義同步，控制品質(zhì)較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可應(yīng)用于保密通信的混沌同步技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)以T混沌系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以單輸入的受控Shimizu-Morioka系統(tǒng)為響應(yīng)系統(tǒng)的混沌同步方法。

背景技術(shù)

混沌運(yùn)動(dòng)是非線性學(xué)科領(lǐng)域的分支，但其涉及的范圍已大大超出傳統(tǒng)的非線性學(xué)科領(lǐng)域界限，發(fā)展成為綜合性的、交叉性的、跨領(lǐng)域的學(xué)科分支，很大的拓寬了人們認(rèn)識(shí)非線性科學(xué)的視域，對(duì)非線性科學(xué)的認(rèn)識(shí)更加深刻。

混沌也被應(yīng)用于激光保密通信。一個(gè)典型的應(yīng)用是混沌調(diào)制。混沌調(diào)制是1992年Halle、Hasler等提出的解決秘密通信中復(fù)雜的問題的一種辦法，基本思想是將原始信號(hào)與一個(gè)混沌信號(hào)調(diào)制在一起進(jìn)行發(fā)送；而接收器進(jìn)行解調(diào)，根據(jù)混沌信號(hào)分離出原始信號(hào)；對(duì)第三方由于其不知曉該混沌信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性，因此無法解密。混沌激光保密通信的優(yōu)點(diǎn)有：1)它是硬件加密。用收、發(fā)激光器的結(jié)構(gòu)參數(shù)作為密鑰，避免了算法加密的安全隱患；2)加解密的速度很快，因?yàn)樗康氖羌す馄鞯捻憫?yīng)速度；3)由于靠激光器輸出的混沌波形來隱藏信息，而不再是單光子，傳輸距離長(zhǎng)；4)與現(xiàn)行的光纖通信系統(tǒng)兼容，可便利地移植現(xiàn)有光纖通信技術(shù)中放大、波分復(fù)用等所有技術(shù)。2005年，歐盟在第五屆科技框架計(jì)劃OCCULT項(xiàng)目的資助下，德、法、英等七國(guó)研究者在雅典城120km的城域網(wǎng)中在的速率下實(shí)現(xiàn)了通信速率1Gb/s的混沌激光保密通信。2010年，歐盟第六屆科技框架計(jì)劃PICASSO項(xiàng)目完成了外腔反饋混沌半導(dǎo)體激光器的光子集成，并在法國(guó)貝桑松100km的城域網(wǎng)中完成了10Gb/s的混沌保密通信實(shí)驗(yàn)。

如此產(chǎn)生一個(gè)問題，對(duì)于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，必須有幾乎一致的混沌信號(hào)，這需要有混沌同步技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。混沌同步是指兩個(gè)混沌系統(tǒng)的不同運(yùn)行軌跡，隨著時(shí)間的變化，同時(shí)收斂到相同的值，這兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行軌跡始終保持一致.混沌同步研究工作可以分為以下幾種同步類型(參見顧葆華.混沌系統(tǒng)的幾種同步控制方法及其應(yīng)用研究,南京理工大學(xué)博士學(xué)位論文.2009.)：

1)完全同步(Complete Synchronization)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和響應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行軌跡完全一致，是混沌同步研究的基礎(chǔ)。

2)廣義同步(Generalized Synchronization)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和響應(yīng)系統(tǒng)輸出的運(yùn)行軌跡保持函數(shù)關(guān)系，廣義同步是完全同步和投影同步的推廣。

3)相位同步(Phase Synchronization)是兩個(gè)耦合的混沌系統(tǒng)能進(jìn)入一個(gè)中間區(qū)域，能夠保持系統(tǒng)運(yùn)行軌跡相位的同步。

4)滯后同步(Lag Synchronization)是兩混沌系統(tǒng)的軌跡存在一個(gè)時(shí)間延遲的同步，比相位同步要求嚴(yán)格，比完全同步要求寬松。

5)投影同步(Projective Synchronization)是兩個(gè)混沌系統(tǒng)保持比例關(guān)系，即頻率相同，幅值保持比例關(guān)系，投影同步是完全同步的延伸。

6)組合同步(Combination Synchronization)是兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的加權(quán)組合與響應(yīng)系統(tǒng)同步，組合同步是完全同步和投影同步的推廣。

7)復(fù)合同步(Compound Synchronization)是三個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)合系統(tǒng)與響應(yīng)系統(tǒng)同步。