混沌保密通信

2 R0 C2 L
k sgn(RC2)
dx k [ y x f ( x)] d dy k ( x y z) 1 d f ( x) bx (a b){| x 1 | | x 1 |} 2 dz k y d
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蔡氏电路——软件模拟
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电路图
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混沌通信电路设计——改进后的解密信号
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混沌保密电路设计——保密效果分析
覆盖效果明显
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类噪声信号
不能通过简单滤波获取信号
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混沌保密通信的实现——硬件概览
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电路图
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同步U1端，得到信号质量较好，但是混沌覆盖 效果较差。
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混沌保密通信的实现——同步信号弱
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同步U2端，得到信号质量较差，但是混沌覆盖 效果较好。
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混沌键控保密通信——电原理图
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混沌键控保密通信——模拟结果
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混沌键控保密通信——模拟结果
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两个相同的蔡氏电路通过同步线相连，产生同样的同步信号。 在发射端把有用信号与混沌信号相加发射。接受端把同步的混沌 从中减去，得到有用信号。 加法器和减法器是通信模块的核心部分，可以用运算放大器实现
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混沌通信电路设计——模拟验证
解密后的信号质量差，并且 受到随机的冲击。 滤波仅能稍稍改善。 实际是两个混沌系统去同步 而导致的。
混沌保密通信的实现——通信模块详解
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混沌保密通信的实现——调节混沌电路
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将2个蔡氏电路同时调至 稳定的双吸引子状态
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混沌保密通信的实现——同步端的选择
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U1端信号比较强， U2端信号强度较弱
同步一端，另一端作为覆 盖用信号
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混沌保密通信的实现——同步信号强
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混沌保密通信
07300300037 曹宇 07300300041 环静
混沌保密通信——提纲
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混沌概念的基本介绍
蔡氏混沌电路及同步
混沌保密通信的设计和计算机仿真
混沌保密通信的原理性实现
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混沌基本介绍——相图
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相空间是一个抽象的数学空间。其坐标 是可以标定系统状态的各种参量。 在相空间中的一个点就代表系统的一个 状态。当系统状态发生变化时，相应的 就会有相轨迹产生。 当相轨迹是一个点或者一个闭合曲线 （周期环）时，系统处于稳定的状态。
参考文献
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[1] 张玉兴等. 非线性电路与系统. 北京：机械工业出版社 ,2007. [2] 尹元昭. 一个通过混沌同步实现保密通信的新方法. 电子与信息学 报,2001,23（4）：408. [3] 蔡枢等编. 大学物理（当代物理前沿专题部分).北京：高等教育出版 社,2004. [4] 李海红等. 一种简单的基于蔡氏电路的数字加密通信实验. 大学物理. 2005,25(9): 39-40. [5] 卢侃等编译. 混沌学传奇. 上海：上海翻译出版社,1991. [6] 非线性电路实验讲义. 复旦大学物理教学实验中心.
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R=1500 R=500
R=1
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蔡氏电路——两电路的同步
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蔡氏电路——混沌演示
两个完全相同的蔡氏电路呈现不同的振荡时序图 说明了混沌现象对初始值的敏感和长期不可预测性
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蔡氏电路——同步混沌演示
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混沌通信电路设计——原理示意
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混沌基本介绍——定义
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混沌是确定论系统中所表现的随机行为的总称，它的起源在于非线性相互 作用 李天岩-约克定义：一维映射中只要存在周期为三的轨道，就会出现混沌 状态 工作定义：如果所处理的动力学过程是确定论的，没有任何外加的随机因 素，而单个轨道又表现出像是随机的对初值细微变化极为敏感的行为，同 时一些整体性的经长时间平均或对大量轨道平均所得的特征量（如李雅普 诺夫指数）对又初值变化不敏感，加之上述状态又是经过动力学行为的一 系列突变而达到的，那么所研究的现象极可能是混沌。
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蔡氏电路——介绍
1983年 UC Berkeley教授蔡少堂（Leon O. Chua）提出 并且实现了一种简单的电路可以实验混沌 称为蔡氏电路（Chua's Circuit)
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蔡氏电路——电路方程
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dU1 C1 dt G (U 2 U 1 ) g (U 1 ) dU 2 G (U 1 U 2 ) I L C2 dt dIL L dt U 2
Gb Ga g (U ) GbU (| U E | | U E |) 2
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蔡氏电路——电路方程
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U 1(t ) x ( ) E
C 1 C2
U 2 (t ) y ( ) E
a R0Ga
R0 z ( ) IL E
b R0Gb
t R 0C 0
致谢
李旭晏 郭丽芳同学 复旦大学电工工程系本科生开放实验室
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The End Thank you！
只Hale Waihona Puke 双溪蚱蜢舟......LOGO
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蔡氏电路——软件模拟
阻尼
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单周期
八周期
双周期 四周期
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蔡氏电路——软件模拟
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阵发混沌
三周期
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蔡氏电路——软件模拟
奇异吸引子
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蔡氏电路——软件模拟
双吸引子：相图和时序图
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蔡氏电路——软件模拟