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1、第20卷第1期广西师范大学学报(自然科学版)Vol.20No.12002年3月JOURNALOFGUANGXINORMALUNIVERSITYMarch2002混沌保密通信应用研究的进展112方锦清,赵耿,罗晓曙(11中国原子能科学研究院,北京102413;21广西师范大学物理与电子科学系,广西桂林541004)摘要:通讯技术被称为世界经济和军事的生命线,而通讯中的保密技术则是核心技术之一.任何这方面的新发现及其高科技的进展都必然引起世界各国的关注和重视.由于混沌控制和混沌同步在20世纪90年代取得了突破性进展,迄今利用混沌进行秘密通讯成为国际上的一个热点.现在混沌保密通信大致分为三大类:第
2、一类是直接利用混沌进行秘密通信;第二类是利用同步的混沌进行秘密通信;第三类是混沌数字编码的异步通信.混沌保密通信为国际高新技术的发展提供了一个新的生长点.目前已经提出了同步混沌通信三大保密技术:混沌遮掩、混沌调制和混沌开关技术.现着重综述近几年来混沌同步三大保密技术的主要进展,比较可能实现的十几种保密通信方案,分析题目的优缺点及其应用研究概况.最后,给出混沌保密通信研究中保密技术的应用展望.关键词:混沌;同步混沌;保密通信;混沌遮掩;混沌调制;混沌开关中图分类号:O5145,TN241文献标识码:A文章编号:100126600(2002)0120006213[1～10]1990年是混沌发展史
3、上不平凡的一年,这一年混沌同步和混沌控制同时取得了突破性进展,一是美国海军实验室的Pecora2Carro首次用电子线路实现了混沌同步,二是美国马里兰大学的Ott,[7～11]Grebogi和Yorke三位教授提出了混沌控制的新方法,立即犹如一阵旋风席卷全球,国内外掀起了第二次混沌研究的高潮,利用混沌和混沌同步实现秘密通信已经成为近年来竞争最为激烈的混沌应用研究领域.美国、俄罗斯、英国、德国、意大利、日本、加拿大、瑞士等国家的科学家都参与了激烈的竞争,而我国学者也相当关注,各自研究新的混沌系统,发展有效的信号处理和信息保密等通信技术.迄今利用混沌进行秘密通讯初步结出了硕果,大致分为三大类:第
4、一类是直接利用混沌进行秘密通信;第二类是利用同步的混沌进行秘密通信;第三类是混沌数字编码的异步通信.美国陆军实验室率先与[12]马里兰大学合作,研究了第一类混沌的通信,据此,HayesWS,GrebogiEO,OttE,MarkA利用小扰[12,13]动混沌控制技术控制二进制编码混沌信号同步,这就是预测控制技术.第二类的混沌同步通信是当前国际上研究的一大热点,正在成为高新技术的一个新领域,迄今已经提出和发展了同步混沌通信三大保[14～16][17]密技术:混沌遮掩、混沌调制和混沌开关技术.Oppenheim及Kocarev等1992年提出了混沌遮掩通[18][19][20][21]信技术.D
5、edieu,Bel'skii和Dmitriev,Parlitz等1993年提出了混沌开关通信技术.Halle,[22]Hasler1993年提出了混沌调制通信技术.这是目前混沌保密通信研究中竞争最为激烈的、迅速发展中的三项新技术.值得一提的是,近年来也提出了无需同步的混沌遮掩、混沌开关、混沌调制技术.[1～6]通讯技术被称为世界经济和军事的生命线,而通讯中的保密技术则是核心技术之一.面对“时代日益信息化,社会日益网络化”,一场信息化的风暴震撼全球,信息战将成为未来各国、各个集团较量的主要战场.谁掌握了信息,谁就拥有决定性的主动权和制胜权.因此,通信保密问题特别重要,任何这方面的新发现及其高科
6、技的进展都必然引起世界各国的关注.这就不难理解混沌保密通信为何成为国际上竞争的一个热点.信息技术领域主要研究信息的获取、传递、处理、存储和显示等,包括通信技术、微电子技术、计算机技术、计算机软件、高清晰度电视技术等.我国国家“863”高科技计划的信息技术领域也包括了信息收稿日期:2001209217基金项目:国家自然科学基金资助项目(19875080,70071047)作者简介:方锦清(1939—),男,福建浦田人,中国原子能科学研究院研究员,博士后导师.©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsrese
7、rved.http://www.cnki.net第1期方锦清等:混沌保密通信应用研究的进展7获取与处理技术和通信技术等主题.混沌保密通讯技术为该领域高科技提供了新的生长点.目前利用混沌达到保密通信和信息技术革命有4种主要途径:一是计算机网络;二是电路系统;三是激光系统;四是神经网络系统;其中以电路系统研究得最多和比较成熟.由于混沌通讯具有许多优点:①保密性强,因为具有宽带特性,特别是利用时空混沌增强抗破译、抗
