高维混沌同步控制及其在保密通信中的应用

提出了一种新型的高维混沌同步控制方法。其基本思想是 :对高维混沌驱动系统的状态以线性观测 ,进而得到线性时不变同步误差系统 ,在一定的条件下 ,系统可渐近于稳定。该方法可保证Rossler系统、Matsumonto Chu Kobayashi(MCK)系统及其增强型等的同步。此方法的优点在于不需将高维混沌系统分解成若干个子系统 。

高维混沌系统的混合控制方法

将最短时间最优控制思想用于混沌轨道引导 ,通过可控域把混沌轨道引导和不稳定周期轨道的稳定化方法有机地结合起来 ,提出一种高维混沌系统的混合控制方法。利用该方法可实现高维混沌系统不稳定周期轨道之间的快速、有效切换。以双转子系统为例进行数字仿真 ,仿真结果表明了该算法的有效性。

基于高维混沌序列的医学图像加密

目的:本文利用高维混沌序列具有伪随机性、确定性和对初始条件与系统参数的极端敏感性的特点,将其用于医学图像的加密。方法:首先初始化高维混沌系统,通过解离散系统的迭代方程得到混沌序列,然后分别将该序列和待加密图像转化为八位二进制序列表示,最后对其进行异或操作便可得到加密图像序列;解密时只需要将加密图像作为输入到原加密系统中即可。结果:实验结果表明该方法具有快速、准确的特点,特别适合于医学图像的加密。结论:混沌序列的产生仅须一个,不需任何存储,实现方便简单。本算法对目前一维混沌序列用于加密时密钥空间小易于被破解等缺点做了改进,具有形式简单,生成速度快,密钥空间大等优点,对灰度图像,彩色图像和压缩图像都适用。

高维混沌的研究现状与展望

混沌理论在许多领域尤其是生命科学领域里有着广泛的应用。高维混沌的研究是混沌研究领域中的热点和难点。本文对在不降维的情况下直接研究高维混沌的方法进行了综述,并展望了它的发展趋势。

基于高维混沌离散系统的动态密钥3DES算法

基于高维混沌并通过一些关键技术产生的序列具有均匀分布、好的相关性和长周期的特点。利用这些序列建立了三重DES模型,较好的解决了三重DES初始密钥的保存和传输问题,使系统具有更好的安全性。为了增强安全性,进一步提出了动态密钥3DES算法,使系统有很强的抗破译能力。

高维混沌在疾病流行过程研究中的应用

以本溪市 195 5～ 1996年的猩红热、流脑、肝炎和伤寒逐月发病的数据为根据 ,利用混沌动力学中“相空间技术”,对疾病流行过程进行能量谱分析及混沌分析 .发现流脑和伤寒的流行过程是混沌的 ;并得到本溪流脑和伤寒数据的混沌迭代模型 .在模型参数变化范围内 ,流脑经历了周期状态、混沌状态、吸引不动的稳定状态之间的转换 ;伤寒经历了周期状态、混沌状态之间的转换 ;这表明疾病流行过程是复杂的 .给出疾病流行的“阈值”,以控制其流行涨落 .求出流脑的关联分维是2 .82 1,伤寒的关联分维是 3.0

高维混沌降维的投影追踪主分量分析法

一些生理信号,例如脑电是源自于高维混沌系统 ,因此低维混沌理论和方法不适用于分析这类高维混沌。采用投影追踪主分量分析法 (PrincipalComponentAnalysisbasedonPro jectionPursuit,PPPCA)对高维Lorenz模型系统进行了降维的研究。在用上述方法成功地对线性和非线性噪声 -周期模型分别进行PPPCA分析的基础上,对Lorenz高维混沌系统进行了PPPCA降维的研究。结果表明 ,正确选用非线性的投影追踪主分量分析法 ,可以通过简化原系统达到降维的目的 ,并能保留研究所关心的原系统的主要动态特性。

基于微分几何方法的高维混沌系统间的复合同步控制

基于多入多出的微分几何方法提出了一个高维混沌系统间的同步方法.通过适当调节系统的相对阶和非线性坐标变换,将误差动力学系统转换为线性子系统与零动态子系统,使零动态子系统的收敛以独立设计的方式来确定外部控制的形式.以高维Lorenz型混沌系统为例设计了混沌同步的控制方案,其中,零动态的收敛采用了滑膜控制方法.模拟仿真验证了方案的有效性,可被应用于其他类型的混沌同步控制.

中国证券市场的高维混沌现象分析

将高维混沌理论应用到中国证券市场的分析之中,指出了当前许多文献中计算中国证券市场混沌特征指数出现较大差异的原因.通过比较上证综合指数与英国M organ S tan ley C ap ita l In ternationa l指数后指出,中国证券市场较复杂,且存在较多的高维(接近四维)混沌成分.

一类Lorenz型高维混沌系统的分析

利用微分方程与动力系统的基本理论与方法,首先从解析上推导出一类高维混沌模型的全局吸引域和最终界,然后对这个理论结果进行仿真.理论分析及数值仿真结果表明:高维混沌模型理论研究的结果是正确的.同时,的研究结果为该混沌系统李雅普诺夫吸引子维数的估计提供了理论依据.

一类高维混沌模型的动力学分析及数值仿真

利用微分方程与动力系统的基本理论与方法,首先从解析上推导出一类高维混沌模型的全局吸引域和最终界,然后对这个理论结果进行仿真.理论分析及数值仿真结果表明：该高维混沌模型理论研究的结果是正确的.同时,研究结果为该混沌系统在工程中的应用和电路设计提供了理论依据.

基于混沌与菲涅尔变换的多彩色图像加密算法

针对常见的基于混沌系统的多图像光学加密存在密钥敏感性不强、加密方法安全性不高等问题,设计了基于混沌Chen系统和菲涅尔变换的多彩色图像光学加密方法。首先,每幅彩色图像均被分解为R、G和B通道,并对每个通道的幅值独立进行归一化处理,得到归一化图像。其次,设定混沌系统初始值和控制参数,利用Chen混沌系统生成三个高维混沌相位掩码,分别对每幅图像的三通道相位信息进行调制处理,然后将调制后的R、G、B通道分别进行叠加重组。并对重组后的通道图像分别进行菲涅尔变换处理,得到相应的通道密文。最后,将通道密文重新融合,得到最终的密文图像。数值仿真结果表明,与现有的基于混沌系统的加密算法相比,所提算法具备更高的密钥敏感性,以及更高的抵抗各种攻击的能力,熵值达到了7.996,稳定的NPCR和UACI分别为99.84%、35.63%。

TiAl合金在高电位流动电解液中的庞加莱截面分析

TiAl合金在高电位电化学溶解过程中的电流密度时间序列呈现出明显的高维混沌行为,相空间重构已不能直观地展示系统的具体形态,针对此问题采用庞加莱截面、差分庞加莱截面及分布熵定量表征TiAl合金在不同压力电解液中的高电位溶解电流密度时间序列的非线性行为特征。研究表明:差分庞加莱截面由于其去趋势化作用能更直观地反映合金电流密度的局部波动,局部波动越大散点越分散,说明合金发生非均匀溶解,局部波动越小散点越聚集,说明合金发生均匀溶解。结合分布熵运算结果可知,TiAl合金高电位电化学溶解系统在电解液压力为0.4 MPa时最稳定,合金发生均匀稳定溶解。

一类数字混沌保密语音通信系统的保密性能分析

分析了一类数字混沌保密语音通信系统在回归映射攻击、相空间重构攻击、泄密攻击下的保密性能，实验和仿真表明基于数字混沌的保密语音通信系统比基于连续流混沌的保密语音通信系统有更强的保密性能．最后，提出了分时映射多刀开关及同时多映射复合的高维混沌等，以进一步提高保密性能．

一种控制Rossler混沌信号功率谱分布的方法

为了适应混沌通信系统的要求,提出一种改善混沌信号频谱特性的方法。现有混沌信号大多具有较大的低频和直流分量,针对分量对混沌通信会造成一定危害,可以通过对原有混沌动力方程输出信号的微分项中加入积分项来抑制两种分量。仿真结果表明,改进方法可以有效抑制混沌信号的低频和直流分量,帮助改善混沌信号的频谱特征。

基于混沌系统的文件加密技术研究

基于高维混沌并通过一些关键技术产生的序列具有均匀分布、好的相关性和长周期的特点。利用这些序列建立的文件加密模型和算法,由于序列的不可逆性,使加密系统安全性好,抗破译能力强,具有广泛的应用性。

两类Lorenz型混沌模型的动力学行为研究

混沌系统的有界性是动力系统中的一个重要概念,在研究奇点的唯一性、奇点的全局渐近稳定性、奇点的全局指数稳定性、吸引子的李雅普诺夫维数、吸引子的豪斯道夫维数、周期解的存在性、周期解的控制等方面有着重要的应用;然而根据作者所知由于高阶混沌系统代数结构的复杂性,对高阶混沌系统有界性的研究是一件困难的事情;基于以上原因,将研究来自于数学物理模型中一类高阶混沌系统和一类三维洛伦兹型混沌系统的有界性;基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了两个混沌系统的解是最终有界的;创新点在于不仅证明了两类混沌系统是最终有界的,而且分别给出了两类混沌系统最终有界集的一族解析表达式;研究结果为混沌系统在工程中的应用和电路设计提供了理论依据。

非等同广义离散超混沌系统的多同步研究

提出用广义依农映像和广义立方映像两个离散超混沌系统,在单向驱动控制信号的作用下,构建了非等同超混沌同步的驱动-响应系统,根据离散系统局域稳定性理论,确定这一系统在不同维数下出现完全同步和完全反同步、广义同步和广义反同步的解析条件,设计和构建非等同超混沌系统的实验电路,依据理论分析得到的参数范围,通过数值计算和测量实验电路,所得到的结果均与理论分析的结果相符合.研究结果表明,恰当选择单路驱动控制信号,也可实现非等同超混沌离散系统多种类型的同步.

基于感知器模型的混沌图像加密算法

提出了基于感知器模型的高维混沌加密系统,描述了高维的Lorenz混沌系统和神经网络中感知器模型,利用高维混沌映射生成的伪随机序列,动态的调整单层感知器中各个神经元的权重,从而实现了混沌图像将加密,并对算法进行数字仿真和安全性分析。理论分析和实验结果表明,该算法具有较高的安全性,对已有的攻击方法有较强的抵抗能力。

多策略融合的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法容易因初始种群的多样性不足,导致算法的搜索能力下降;以及在搜索后期,算法容易陷入到局部最优的问题,提出一种多策略融合的麻雀搜索算法(multi-strategy fusion sparrow search algorithm, ISSA).在算法初始化阶段,引入高维Sine混沌映射来初始化种群,提高初始种群的质量,增强种群多样性;其次,引入衰减因子,作用在发现者阶段,衰减因子的自适应性,平衡了前期全局搜索和后期局部寻优的性能;最后引入柯西变异和变化选择策略,让搜索个体可以跳出局部限制继续搜索,增强局部搜索能力.随机抽取6个benchmark测试函数,实验结果验证了ISSA在寻找最优值等方面相比原算法得到了有效的提升.