一种基于模糊熵的混沌伪随机序列复杂度分析方法

该文将模糊理论引入到混沌伪随机序列复杂度测度中,构造了用于序列复杂度测度的模糊隶属函数,并在此基础上研究了一种新的基于模糊熵(Fuzzy Entropy,FuzzyEn)的混沌伪随机序列复杂度测度。仿真结果表明,与现有主要的混沌伪随机序列复杂度测度方法相比较,FuzzyEn测度不仅能够有效地测度出不同复杂度的混沌伪随机序列,而且具有更加好的对序列符号空间的适用性,更加小的对测量维度的敏感性以及更强的对分辨率的鲁棒性。

一种混沌伪随机序列发生器的FPGA实现

随着混沌理论应用于产生伪随机序列的发展,用现场可编程逻辑门阵列实现了基于TD-ERCS混沌的伪随机序列发生器.为了便于硬件实现并减少硬件占用资源,对原算法(即基于TD-ERCS构造伪随机序列发生器的算法)进行了适当改进,密钥空间缩减到2160.设计采用双精度浮点运算,选用Cy-clone系列的EP1C20F400芯片,完成了CPRSG的系统仿真实验.系统的硬件电路占用17716个逻辑单元,占芯片资源88%,工作频率50 MHz,CPRS产生速率10 Mbps.

随机模糊神经网络及在随机混沌时间序列预测中的应用

针对随机模糊神经网络(SFNN)的网络结构没有明确的物理含义,仅仅是一种实现随机模糊逻辑系统的计算结构的问题,对其网络结构进行了改进,重新定义了每层的节点原型.改进后每层之间的物理含义明确且节点数目减少,从而计算量有所减少.对于SFNN的参数和结构,可以分别通过参数学习算法和结构学习算法来优化.将SFNN用于随机混沌时间序列预测,仿真结果表明:该系统由于引入了随机的概念,使网络能更有效地防止噪声的干扰,因而更适合于工程应用.

混沌伪随机序列均匀化普适算法的FPGA实现

提出一种混沌伪随机序列均匀化普适算法的FPGA实现方案,方案由上位机软件、UART控制器、二进制序列缓存器、均匀化普适算法实现单元和双精度尾数序列缓存转换器组成;采用VHDL完成各模块设计,芯片选用逻辑资源为100万门的CycloneIIEP2C35F672C6,硬件电路共占4833个逻辑单元,资源占用率14.55%,工作频率为50MHz;统计和测试表明,通过随机数均匀化普适算法,得到均匀性非常好的伪随机序列,随机性也得到很大改善。

一种新的混沌伪随机序列的生成方法

基于一维Chebyshev混沌映射和二维非线性Henon映射,提出了一种新的参数随机变化的复合混沌系统的设计方案,并将其产生的混沌伪随机序列转化为二进制0-1混沌密码序列。经过反复的计算机模拟仿真实验,数据结果表明无论是系统产生的混沌伪随机序列还是转化后的二进制混沌密码序列,都具有良好的自相关性、均匀分布特性和随机统计特性,并且此混沌系统构造原理简单。

广义随机模糊神经网络及在随机混沌时间序列预测中的应用

针对随机模糊神经网络缺乏自适应性,引入广义高斯函数和广义随机模糊神经网络,使系统中隶属函数具有自适应性;并对参数进行遗传退火算法优化,使系统具有最佳结构和参数。以随机混沌时间序列为例进行仿真预测分析,结果表明广义随机模糊神经网络能够更好地预测原随机混沌时间序列,精度良好,具有抗噪声干扰能力。

刍议混沌伪随机序列均匀化普适算法的FPGA实现方案

由上位机软件、二级制序列缓存器、UART控制器、单元和双精度尾数序列缓存转换器等构成，基于混沌伪随机序列均匀化普适算法基础上的FPGA方案得以实现。通过对该方案的测试和对结果的统计分析，得到的伪随机序列的均匀性非常好，使得随机性得到较大的改善。

一种新的混沌序列生成方式

提出了一种通过构造变参数复合混沌系统来实现有限精度混沌系统的方法 .考察了这种方法对混沌信号的功率谱特性和李雅普诺夫指数的影响 .研究表明 ,利用该方法可以方便地生成大量具有良好自相关特性和互相关特性的混沌序列 .

新型数字混沌密钥序列发生器的周期扩展方法及实现

混沌的良好统计特征和初值的敏感性适合加密系统设计,但由于数字混沌是在有限精度下进行的,导致混沌系统特性的退化,尤其是输出序列呈现出周期性,不利于加密系统组建。针对数字混沌序列的短周期现象提出改进方案,这种新系统输出的序列周期可根据加密需要进行设定,弥补数字混沌短周期现象,并有更加良好的抗多径干扰与多址干扰的能力。使数字混沌密钥序列发生器可安全应用到加密系统中。根据理论,利用FPGA设计了其硬件电路并应用在实际项目中。

基于三角形隶属函数输入的Mamdani模糊系统的混沌遗传算法

基于单值模糊化、乘积推理机、中心平均解模糊化和三角形隶属函数,获得了Mamdani模糊系统的解析表示.通过混沌映射产生混沌随机序列或伪随机序列的方法给出了模糊系统的适应值函数与误差函数,并通过对系统参数进行迭代、更新个体和逐步优化设计出单输入单输出Mamdani模糊系统的混沌遗传算法.

非线性函数的混沌优化方法比较研究

已有的混沌优化方法几乎都是利用Logistic映射作为混沌序列发生器,而Logistic映射产生的混沌序列的概率密度函数服从两头多、中间少的切比雪夫型分布,不利于搜索的效率和能力。为此,首先根据Logistic映射混沌轨道点密度函数的特点,建立改进的混沌-BFGS混合优化算法。之后,考虑到Kent映射混沌轨道点密度为均匀分布,建立了基于Kent映射的混沌-BFGS混合优化算法。然后对五种混合优化方法——不加改进的和改进的基于Logistic映射的混沌-BFGS法,基于Kent映射的混沌-BFGS法,MonteCarlo试验-BFGS法,网格-BFGS法进行了研究,分别对3个低维和2个高维非线性复杂测试函数进行优化计算,对它们的全局优化计算效率和寻优能力做了比较,并探讨了混合优化方法全局优化性能差异的原因。结果表明,混沌优化方法是与MonteCarlo方法类似的一种随机性试验优化方法。而且,这类优化方法的计算性能至少与以下因素有关:混沌/随机序列的统计性质,优化问题全局最优点位置。

前沿密码技术中的混沌保密技术

混沌保密技术是信息安全领域的一个研究热点,介绍了近年来在混沌伪随机序列生成技术和混沌图像加密技术,复合混沌序列生成技术研究方向取得的研究进展,分析并讨论相关研究存在的问题以及发展趋势。

基于FPGA的CPRS混沌加解密芯片算法设计

为了满足日益提高的通信安全需求,缩短实时加解密处理的时间,提出了一种利用CPRS(混沌伪随机序列)加密算法,实现基于FPGA(现场可编程门阵列)的加解密芯片的算法设计。利用FPGA的并行流水线达到了DSP不能达到的处理速率和实时效果。该系统采用RAM分布式存储方式代替寄存器和case选择语句,减少资源利用率的同时获得最高100Mbps全双工加解密速率,满足当今对加密芯片越来越高的速率要求。该加密芯片可用于对语音、图像以及视频等的加密。

新高维超混沌系统的设计及其图像加密应用

为增强信息的互联网传输安全和基于混沌系统的保密通信,通过一类渐近稳定的标称线性系统和一致有界控制器的设计,构造在多个控制位置生成具有最大个数正李氏指数的高维超混沌系统。同时,将该超混沌系统生成的多个伪随机序列进行预处理,选取部分伪随机序列对图像进行多轮置乱加密,并利用其余的伪随机序列对图像像素进行扩散加密,从而提高加密算法的加密效果和安全性能。通过数值仿真实验和安全分析,验证了多个伪随机序列组合的高维超混沌加密算法具有良好的保密性和安全性,并能抵御差分攻击、选择明文攻击和剪切攻击等。

TD-ERCS离散混沌伪随机序列的复杂性分析

采用相空间直接观察法和行为复杂性算法,系统地分析了新型TD-ERCS离散混沌系统产生的伪随机序列的复杂性,得出了其复杂性变化规律.在Kolmogorov复杂性基础上,应用经典的Limpel-Ziv算法,ApEn算法和PE算法,从一维时间序列到多维相空间重构两方面计算了TD-ERCS离散混沌伪随机序列的复杂度大小.计算结果表明,TD-ERCS系统的行为复杂性高,而且该系统的复杂性大小随系统参数改变的变化范围小,是一个复杂性非常稳定的全域性离散混沌系统,其产生的混沌伪随机序列适合于信息加密或扩频通信.

一种确定混沌伪随机序列复杂度的模糊关系熵测度

将模糊关系的概念引入混沌伪随机序列复杂度的测度方法之中,提出了一种新的混沌伪随机序列复杂度测度方法——模糊关系熵(fuzzy relationship entropy,简记为F-REn)测度方法,并推导了F-REn的两个基本性质.仿真结果表明,该测度方法能够有效测度混沌伪随机序列的复杂度,与近似熵(ApEn)测度方法和符号熵测度方法相比,F-REn测度具有更加好的对序列符号空间的适用性、更加小的对测量维度的敏感性和更加强的对分辨率参数的鲁棒性.

H.264视频加密算法的研究及改进

本文提出将帧内、帧间预测模式置乱,量化系数与运动矢量加密相结合的H.264视频加密方法,试验表明此方法具有良好的加密效果,其算法复杂度低,对编码效率影响小,适合实时应用;在此基础上我们进一步提出了一套完整的视频加密系统,通过将二层序列密钥同步与告知机制相结合的方法实现了快速序列密钥同步,多用户访问控制,并扩大了序列密钥的产生空间,增加了系统的安全性.

一种基于关系数据库数值型属性特征的公开水印算法

通过在关系型数据库中所嵌入的版权信息,从而实现数据库的版权保护。结合现有的关系型数据库水印算法基础上,引入混沌随机序列和哈希函数的方法,提出了一种在数据库中嵌入具有实际意义的水印信息的算法,该方法所嵌入的水印信息具有保密性强、能盲提取等特征。理论分析和仿真试验表明了该方法的有效性和可行性。

融合多重加解密算法的保密通信系统

针对移动电子商务中的信息安全需求,提出一种融合AES、RSA和CPRS混沌3种加解密方式的保密通信系统。分析系统实现原理,设计三层密钥模型和3种加密算法在系统中的优化实现过程,发挥3种加密算法各自的优势,对程序执行代码、用户身份和语音等信息进行多重加密。实验结果表明,该方法可以克服传统单一方法在密钥管理上的缺陷,增加了加密的安全性,可有效用于移动电子商务等保密传输系统,具有良好的数据保密通信效果。

基于二维Arnold映射的彩色图像加密算法

根据彩色图像的特点,基于二维Arnold映射和Logistic映射设计了一种彩色图像加密算法.该算法由在不同颜色分量上的交叉扩散操作、基于伪随机序列的替换操作和基于Arnold映射的置乱操作组成.交叉扩散操作在整个密文图像上散播明文图像每一比特的影响,改变了明文图像的统计特性.置乱操作每轮用于混沌伪随机序列发生器和置乱操作的参数均由初始密钥和(0,0)点的像素值共同决定.计算机仿真实验与安全性分析表明,该算法能有效地抵抗选择明文攻击和已知明文攻击,密钥空间较大,算法具有较高的安全性.