混沌理论在保密通信系统的应用研究.pdf

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1、分类号UDC密级——单位代码!Q151混沌理论在保密通信系统的应用研究包浩明指导教师朱义胜职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学博士学科与专业通信与信息系统论文完成日期2011年5月论文答辩日期2011年7月答辩委员会主席丞．率砻，一0I二'●叶酋ResearchonChaosTheoryinSecureCommunicationSystemDissertationSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofEngineering

2、byBaoHaoming(CommunicationandInformationSystems)DissertationSupervisor：ProfessorZhuYi—shengMay2011惴3脚0舢7舢6舢9㈣8删1脚丫毒，_7，0凡●-‘、●’o大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博士学位论文==遏渔理论查堡蜜适堡丕统的廑旦硒究：一。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发

3、表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：盘!墨!蛰学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出

4、版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。不保密口(请在以上方框内打“4")论文作者签名：包；告胡导师签名：参珊I醐：驯件／7忆日卜L～’一种引入多动力学退化控制的攻击型的攻击手3．构造出一种新的分段抛物映射，并对它的数学性质进行了详细分析；提出一种基于分段抛物映射复合序列的混沌图像加密方案。4．提出关于无限折叠映射的普遍性构造规则，根据此规则可以通过已知函数自由构造所需的无限折叠映射；构造若干动力学性能优异的无限折叠映射，并分析了其数学性质；设计一种基于无限折叠映射的混沌加密模型。5．针对混沌掩蔽型保密通信系统在传输信号功率

5、谱上存在严重安全漏洞的现状，提出一种两级级联的混沌同步保密通信系统方案；针对连续混沌保密通信系统无法运用于射频信道的情况，提出一种基于异步级联与正交调制的混沌保密通信方式；对基于T-S模糊模型设计混沌保密通信系统进行了有效的尝试。厂由■中文摘要摘要通信保密技术是一门历史悠久的科学技术，其核心内容随着时代发展不断得到更新。近十几年来，通信与计算机网络应用在人类社会生活中迅速普及，信息保密和破译的攻防对抗更加激烈，如何更好地保障信息安全，成为信息技术领域中的重大理论和技术难题。由于混沌轨道具有奇异的动力学特性，将混沌理论引入通信保密技术中，成为相关领域中的热点课题。本文主要研究利用离散

6、与连续的混沌运动，构建高性能的保密通信系统。考虑到计算机和互联网在现代通信中的核心地位，所述研究的特色是以数字化的离散映射与传统混沌保密通信模式相结合作为切入重点。本文所做工作主要有以下几个方面。(1)新的混沌保密通信方式需做N-面向数字技术与互联网、适应并不良好的信道传输特性、体现混沌动力学演化的优异特性。需要解决的问题是低维离散混沌映射构成的保密通信系统存在较大安全隐患，为此，本文提出一种引入多层密钥机制的混沌映射保密通信方案，用动态参数映射作为加密混沌信号，该方法不仅能抵御针对相空间的攻击手段，同时也能较为有效地克服混沌映射数字化后带来的轨道周期性弱点。(2)提出一种基于自适

7、应控制的攻击手段，主要用于攻击一些早期的混沌参数调制保密通信系统。设计出一种多级混沌映射参数调制数据加密算法，能有效防御多种类型的攻击。(3)为人熟知可供应用的离散映射不仅数量少，而且有参数调节范围小、存在周期窗口等诸多弱点，这对其在保密通信领域的运用是很不利的。本文构造了一种较为新颖的分段抛物映射，通过分析可知它的分叉图特性和李亚普诺夫指数特性都相当好，很适合信息加密应用方面的要求。利用分段抛物映射构建出相空间分布令人满意的复合混沌序列，并基于这一复合混沌序列设计了