时空混沌

摘要： 螺旋波一直是心脏电生理学和非线性领域研究的热点,利用单向驱动耦合方法数值模拟螺旋波、时空混沌的形成和控制过程,其中靶波或者行波作为驱动系统.结果表明,该耦合方法控制时间短,效果好.

摘要： 传统时空混沌系统的分布比较集中,其生成序列的均匀性较差,本文基于初等元胞自动机构造了新型扰动单向耦合映像网络时空混沌系统,系统的分布图和相图数值仿真结果表明了扰动系统能够改善原系统的均匀性,提高系统的动力学复杂性.采用均匀化的扰动时空混沌系统设计了动态S盒生成算法,根据动态更新策略生成动态S盒,对该算法产生的S盒进行非线性度、严格雪崩准则和差分均匀性的统计分析,结果表明均匀化扰动时空混沌系统产生的动态S盒安全性更高.

摘要： S盒的非线性特性对分组密码算法起着至关重要的作用。提出一种通过扩大时空混沌的耦合映像模型的格子个数来设计S盒的算法,并对一些参数使用混沌映射来随机取值,进而提升置乱效果。基于对模型和映射的初值,控制参数和迭代次数的改变,该算法还能够批量生成S盒。通过对S盒的密码学性能,即非线性度、严格雪崩准则SAC(Strict Avalanche Criterion)、差分均匀性、输出比特间独立性BIC(Output Bits Independence Criterion)和双射特性的测试,再与其他的S盒对比分析,结果表明使用该算法生成的S盒的密码学特性良好,可以被使用在新型分组密码的设计中。

摘要： 心脏出现电螺旋波和时空混沌会导致心律失常,心肌细胞与成纤维细胞电耦合(M-F耦合)导致心肌组织结构改变也会引起心律失常,如何消除由螺旋波、时空混沌导致的心律失常是科学工作者十分关注的问题.本文构造了由心肌细胞和成纤维细胞组成的双层复合介质,采用Luo-Rudy相I心脏模型及被动成纤维细胞模型研究了M-F耦合对螺旋波形成的影响,以及螺旋波和时空混沌的控制,提出用提高细胞之间的耦合强度来控制复合介质中的螺旋波和时空混沌,数值模拟结果表明:M-F耦合对螺旋波动力学有重要影响,随着成纤维细胞密度的增加,M-F耦合会导致螺旋波漫游和破碎成时空混沌,甚至会产生从时空混沌(或螺旋波)到无波的相变.通过提高细胞之间耦合强度来消除复合介质中的螺旋波和时空混沌,只在大部分情况下有效,依赖于成纤维细胞所起的作用.当成纤维细胞起到电流吸收器的作用时,虽然大部分情况下可以通过提高细胞之间耦合强度来消除螺旋波和时空混沌,但是可控区较小.当成纤维细胞起到电流源的作用时,提高细胞之间耦合强度使之超过临界值基本都可以有效控制螺旋波和时空混沌,且可控区比前者大为增加,提高控制效果的关键是提高心肌细胞之间的耦合强度.

摘要： 针对彩色水印图像的盲提取算法抗几何攻击鲁棒性不强的问题,提出一种Baker映射与时空混沌相结合的轮廓波变换(Contourlet transform,CT)和QR分解双彩色强鲁棒盲水印算法.首先将彩色水印分离成RGB分量,对三个分量分别进行Baker映射与时空混沌相结合的预处理操作,然后对载体图像的RGB分量分别进行Contourlet变换,分块QR分解得到酉矩阵,最后根据嵌入规则将加密后的水印分通道的嵌入到酉矩阵中.水印提取时利用Radon变换对图像进行几何校正可提高其几何攻击的鲁棒性.仿真结果表明,该算法不仅使嵌入水印后的图像具有良好的不可见性,而且能有效抵抗加噪、滤波、JPEG压缩、剪切、平移、旋转、马赛克、篡改等攻击,NC值均在0.9以上,对组合攻击也有较强的鲁棒性.

摘要： 本文采用单向耦合映像网络时空混沌系统生成混沌序列,使用同一个时空混沌序列的不同部分产生S盒和密钥流。提出基于双模块结构设计密码算法,将混沌加密过程分离为两个过程,第一个模块--算法非线性模块等由时空混沌在通信开始之前生成,产生加密过程需要的密钥流、置换盒和S盒等。第二个模块--加解密操作模块,即通信加密模块所需的组件(扩散密钥流、S盒甚至操作符等)组成的现代密码算法,本文给出了一种基于混沌的双模块Feistel结构高速分组密码算法(Cliaos+Feistel+Encryption algorithm,CFE),提出的算法具有结构简单、加密轮数少、高速性、高灵活性、高扩展性、高效率和实用性强的特点。

摘要： 本文研究了一类具有不等集群结构的离散网络间的投影同步问题.根据集群网络的拓扑特性,设计了一种自适应的同步控制方法.基于Lyapunov稳定性理论,给出了实现两个离散网络同步所需的控制器以及同步参量的识别率.最后选取三种不同的时空混沌系统作为不同集群所对应的节点进行仿真分析,结果证明了该方法的正确性.

摘要： 本文采用单向耦合映像网络时空混沌系统生成混沌序列,使用同一个时空混沌序列的不同部分产生S盒和密钥流。提出基于双模块结构设计密码算法,将混沌加密过程分离为两个过程,第一个模块--算法非线性模块等由时空混沌在通信开始之前生成,产生加密过程需要的密钥流、置换盒和S盒等。第二个模块--加解密操作模块,即通信加密模块所需的组件(扩散密钥流、S盒甚至操作符等)组成的现代密码算法,本文给出了一种基于混沌的双模块Feistel结构高速分组密码算法(Cliaos+Feistel+Encryption algorithm,CFE),提出的算法具有结构简单、加密轮数少、高速性、高灵活性、高扩展性、高效率和实用性强的特点。

摘要： 将分段Logistic映射作为局部混沌映射,引入到二维耦合映像格子模型中,构造了一种具有复杂动力学特性的混沌模型.从密码学应用出发,深入分析了该模型中参数设置对Lyapunov指数、分岔、遍历区间和概率密度分布等特性的影响.分析的结果为将该模型应用于保密通信的参数设置提供了理论依据.在此基础上,通过引入状态值偏移量,解决了该模型状态值概率密度分布不均的问题,研究结果表明本文模型具有良好的性能,为将其应用于混沌保密通信方案设计提供了基础与条件.

摘要： 时空混沌系统有很好的密码学特性,但目前基于该模型提出的伪随机数发生器存在效率不高的问题.为此,提出了一种高效的基于时空混沌的伪随机数设计方案.在产生伪随机数的过程中,将一些耗时操作尽可能地替换为一些快速操作,并尽可能地减少时空混沌模型自身的迭代次数,因此算法的效率得到有效提升.对算法所产生的伪随机序列的密码学属性进行了测试,结果表明该伪随机发生器方案不仅运算速度快,而且具有很好的密码学性能.

摘要： 单向耦合驱动同步法实现耦合环形腔激光器映象格子模型与耦合声光双稳态映象格子模型时空混沌的广义同步,数值实验表明最大条件李雅普诺夫指数γMCLE为负,可以实现时空混沌广义同步,给出了实现同步的最小耦合强度,利用辅助分析法证明了异构系统的广义同步。

摘要： 本文提出了一种基于时空混沌的信息加密方案并在DSP(TMS320C6201EVM)平台上加以实现.首先利用双向耦合映象格子生成时空混沌序列并进行了性能检测,而后通过改进的方法得到随机性能良好的二值序列,最终将其应用于语音信号的加/解密实验.实验结果验证了该方案理想的加密效果,并体现了DSP强大的信号处理能力.

摘要： 研究时空混沌的单向耦合映象格子模型,由该模型产生时空混沌序列并结合数字图像的特点及图像压缩技术,实现对数字图像的加密和解密,实验结果表明,该方案保密性好、实用性强.同时,分析了该时空混沌数字图像加密方法应用于多媒体视频通讯的前景.

摘要： 为了解决现有的基于混沌的Hash函数构造方法中存在的问题，提高Hash函数的性能，提出了一种基于交叉耦合映像格子的单向Hash函数构造方法。该方法利用了交叉耦合映像格子优良的时空混沌性质，结合Logistic映射作为密钥生成器，并对结果进行混沌调制。仿真实验表明，该方案很好的达到了Hash函数的各项性能要求，安全性能良好，执行效率高，并具有可扩展性，具有成为一种安全实用的单向Hash函数的潜力。

摘要： 将Feistel结构引入混沌图像加密算法，算法采用6轮迭代加密，非线性轮函数的设计以矩阵的秘密循环移位和查表运算为主，辅以较小规模的混沌映射迭代计算，有效提高了算法的加密速度，符合图像加密的实时性和安全性要求。实验结果表明：与最近提出的混沌图像加密算法比较，文中算法有较好的保密性和较快的加密速度。

摘要： 针对现有算法的一些不足,结合Arnold映射和耦合映射格(CML)设计了一种新的图像加密算法,将密文反馈机制引入算法的像素值加密过程中,使密钥流的生成不仅与密钥相关,而且与明文相关,可有效抵抗选择明文攻击和选择密文攻击;另外,由于加密过程将置换和替代(像素值加密)多轮使用,乘积密码的优点得以体现,这就使等效密钥分析很难奏效.最后通过实验验证了算法的安全性和有效性.

摘要： 本文研究了强噪声作用下的螺旋波动力学行为，发现强噪声可以使稳定的螺旋波失稳而进入时空混沌态。分析表明螺旋波失稳的发生主要是因为强噪声增强了系统多普勒效应。此外，我们也观测到了随机共振现象。

摘要： 含线性无损均匀传输的非线性时延电路中产生时空混沌现象.本文通过线性无损均匀传输线的波动方程和行波分析理论,定性分析了无穷维电磁系统中存在的时空非线性震荡的等方性现象.通过对时延PN结二极管电路的数值仿真,结果证明了含线性无损均匀传输线的非线性时延电路中的时空非线性震荡具有等方性.

摘要： 根据数值计算出了模态高频耦合的概念.利用了无穷维动力系统吸收集,吸引子的概念和挤压性质,首先证明了两个模态高频耦合的Ginzburg-Landau方程可达到完全的时空混沌同步化.该方法不同于Lyapunov方法与线性近似方法.

摘要： 本发明公开了一种基于多项式混沌展开的时空变化可靠性分析方法，首先采用拉丁超立方抽样产生随机变量的样本，然后将时间变量离散为一系列离散时间瞬间，利用序列二次规划获得离散时间瞬时的空间响应极值样本，然后基于这些样本用PCE构建空间响应极值的替代模型，从而将结构在时间和空间域的响应超曲面转化为空间响应极值在时间上的轨迹，最后对所构建的多项式混沌展开代理模型进行蒙特卡洛模拟计算失效概率实现可靠性分析。

摘要： 本发明涉及一种基于SHA-384函数、时空混沌系统、量子混沌系统和神经网络的彩色图像加密方法，包括：利用SHA-384函数对原始彩色图像I0进行计算，得到哈希值作为密钥，利用哈希值、CML耦合映像格子和一维Logistic混沌映射产生混沌序列，利用混沌序列对I0的三基色分量的高四位图像进行位级行、列置乱，得到置乱图像I1；利用Logistic量子混沌系统生成用于加密置乱图像的混沌序列，并结合神经网络对I1的三基色分量的所有像素值进行并行扩散处理，得到最终的密文图像I2。上述方法大大增加了密钥空间，使得安全性、加密效果和密钥敏感性更高，抗攻击能力更强，置乱过程加密时间更短，并更易于硬件实现。

摘要： 本发明提供一种具有多动态耦合系数的多耦合映射晶格中的时空混沌的图像加密方法，包括建立正弦多动态多耦合映射晶格模型；将明文图像A分为红色明文图像PR，绿色明文图像PG和蓝色明文图像PB；将三种颜色的明文图像PB分别带入SHA‑512算法中，得到秘钥KR，KG，KB；采用建立的正弦多动态多耦合映射晶格模型进行迭代，迭代次数为MN+10，获取得到三种颜色明文图像的扩散序列对得到的三种颜色明文图像的扩散序列进行加密处理，获取图像RC、GC和BC；采用秘钥KR，KG，KB生成随机排序索引GGG将得到的图像RC、GC和BC进行随机混合，得到随机混合索引GGG1；将随机混合索引GGG1分为三个图像，并作为R、G、B分量分配给密文图像CC，得到最终的密文图像CC。

摘要： 本发明公开了一种多变量时空混沌卫星导航信号高速传输实现方法及系统，本发明构建了多变量复数移位伪随机码发生器，使用以扩散系数为权值进行加、减、乘、或除的混合运算的含不同参数值的一组多变量非线性函数作用值反馈的复数线性移位寄存器，得导航卫星测距码，以其为并行传输支路主识别码，与其它方式获得的初始子伪随机码分别混合得并行传输支路子测距码，再将导航电文由串变为并通过并行传输支路扩频，由子载波调制通过多天线发送，接收端采用单天线或多天线接收方式将收到的卫星导航信号去载波、解扩由并变为串，实现导航电文获取。本发明可广泛应用于卫星导航系统，也可用于各种测距系统、通信系统、广电系统、控制系统等方面。

摘要： 本发明公开了一种多状态变量时空混沌复数伪随机码发生器实现方法及系统，本发明构建了由一系列顺序排列且相互耦合的复数状态变量构成复数伪随机码发生器，首先，对复数状态变量实部和虚部当前位置和偏移位置的当前状态值分别采用不同非线性函数作用，通过以扩散系数为权值的加、减、乘、或除的混合运算，经过状态迭代产生随时间分布的复数伪随机数序列，然后，从相关变量实部和虚部抽头提取实数伪随机数序列分别二值化并模二和得到所需测距码。本发明可广泛应用于卫星导航系统，也可用于各种测距系统、通信系统、广电系统、控制系统等方面。

摘要： 本发明公开了一种多变量时空混沌卫星导航高性能测距码实现方法和系统，本发明构建了多变量矢量伪随机码发生器，首先，对多变量复数状态矢量实部和虚部各分量的当前位置和偏移位置的当前状态值分别采用含不同参数值的多组非线性函数进行作用，分别以扩散系数为权值进行加、减、乘、或除的混合运算，经过状态迭代产生随时间分布的复数伪随机数序列，其次从实部和虚部相关分量抽头提取实数伪随机数序列，二值化并模二和得到所需高性能测距码。本发明可广泛应用于卫星导航系统，也可用于各种测距系统、通信系统、广电系统、控制系统等方面。

摘要： 本发明涉及一种基于SHA-384函数、时空混沌系统、量子混沌系统和神经网络的彩色图像加密方法，包括：利用SHA-384函数对原始彩色图像I0进行计算，得到哈希值作为密钥，利用哈希值、CML耦合映像格子和一维Logistic混沌映射产生混沌序列，利用混沌序列对I0的三基色分量的高四位图像进行位级行、列置乱，得到置乱图像I1；利用Logistic量子混沌系统生成用于加密置乱图像的混沌序列，并结合神经网络对I1的三基色分量的所有像素值进行并行扩散处理，得到最终的密文图像I2。上述方法大大增加了密钥空间，使得安全性、加密效果和密钥敏感性更高，抗攻击能力更强，置乱过程加密时间更短，并更易于硬件实现。

摘要： 本发明公开了一种基于时空混沌系统和半张量积压缩感知的数字图像加密方法，包括如下步骤：(1)密钥生成；(2)置乱过程；(3)时空混沌系统迭代；(4)半张量积压缩感知加密；(5)扩散过程；(6)解密过程。本发明能够减少数字图像的数据量，提高加密安全性和加密效率的效果。

摘要： 一种时空混沌高维扩频信号产生方法，包括：首先由初始化模块输入一系列输入参数；输入参数后，由耦合映射时空混沌产生高维时空混沌信号，由这个信号同时产生时空多维控制信号输出；控制待扩频的信号的时域参数和频率参数这样的通信参数的变化，从而产生多维控制的扩频信号；有效避免了现有技术中的一维映射产生的混沌信号保密性弱、时空混沌产生一维混沌信号，抗破译能力差以及一维混沌扩频信号抗干扰能力提升空间有限的缺陷。

摘要： 本发明提供一种具有多动态耦合系数的多耦合映射晶格中的时空混沌的图像加密方法，包括建立正弦多动态多耦合映射晶格模型；将明文图像A分为红色明文图像PR，绿色明文图像PG和蓝色明文图像PB；将三种颜色的明文图像PB分别带入SHA‑512算法中，得到秘钥KR，KG，KB；采用建立的正弦多动态多耦合映射晶格模型进行迭代，迭代次数为MN+10，获取得到三种颜色明文图像的扩散序列对得到的三种颜色明文图像的扩散序列进行加密处理，获取图像RC、GC和BC；采用秘钥KR，KG，KB生成随机排序索引GGG将得到的图像RC、GC和BC进行随机混合，得到随机混合索引GGG1；将随机混合索引GGG1分为三个图像，并作为R、G、B分量分配给密文图像CC，得到最终的密文图像CC。