基于混沌導頻信號同步控制的混沌保密通信

賴宏慧　陳瀾禎

摘 要：隨著現(xiàn)今社會經(jīng)濟與科技的迅速發(fā)展，混沌保密通信已成為社會發(fā)展所關注的熱點問題，對此問題展開全面化的分析研究，能夠為保密通信工作的安全性提供強大的助力，為社會的和諧安定提供堅實的保障。文章首先對混沌保密通信的主要內(nèi)容進行了闡述說明并且著重對基于混沌導頻信號同步控制的混沌保密通信設計方案進行了分析研究，以此幫助促進其良好發(fā)展。

關鍵詞：混沌導頻信號；同步控制；混沌保密通信

前言

上個世紀九十年代初，美國海軍實驗室研究人員運用了開展了混沌同步電路實驗研究，其所運用到的原理為驅動-響應式，這一研究成果的獲取使得越來越多的相關研究人員對于混沌理論的研究熱情得以充分激發(fā)出來。此信號的主要優(yōu)勢是其具備寬帶性、復雜性及正交性，因此在社會各領域中均得到了廣泛應用，能夠幫助確保保密通信工作的安全性。近些年來，我國的混沌保密通信研究工作開展中已獲取到了極佳的成果，此類研究方案主要被分為四個部分：混沌掩蓋、鍵控、擴頻及參數(shù)調(diào)制。

1 混沌保密通信簡介

混沌保密通信主要被分為三種類型：模-模通信、模-數(shù)-模通信及數(shù)-數(shù)通信[1]。而將其作為基礎所研發(fā)的三種保密通信設備也相應的被分成了三種類型，第一種是模擬式保密機，主要的作用機制是其無論是發(fā)送還是接收的信號均為模擬信號而非數(shù)字信號。第二種是模-數(shù)-模式保密機，其主要的作用機制是接收信號的發(fā)送及接收端信號均為模擬信號。而中間對信號的處理及傳輸中信號均屬于數(shù)字信號。第三種則是數(shù)字式保密機，主要的作用機制為其發(fā)送及接收端口處的信號均屬于數(shù)字信號。此種新型數(shù)字保密設備能夠充分適應及滿足現(xiàn)代信息傳輸需求，全面確保信號傳輸?shù)臏蚀_及有效性。現(xiàn)今混沌保密通信技術所涉及到的領域較為廣闊，其所包含的技術內(nèi)涵也更為豐富化，對其的研究也需進一步的加強。在混沌保密通信技術中，核心技術為：混沌遮掩，也就是指混沌隱藏[2]。主要是將混沌信號作為整個信號傳輸活動中的載體，并對信號傳輸中的隱秘信號進行分析研究，對其實行加密處理。由于混沌信號自身包含著寬帶類噪聲，所以，信息信號能夠直接被隱藏至其中，難以被發(fā)現(xiàn)，能夠幫助獲取到極佳的保密效果隱秘性較強。

盡管混沌保密通信技術在現(xiàn)今社會發(fā)展中得到了較為廣泛化的運用，其發(fā)展勢頭雖極為迅猛化，但是不可否認的現(xiàn)今依舊處于一個發(fā)展階段中，另外，針對混沌通信技術發(fā)展不可僅運用單一一種理論實現(xiàn)，而是需要運用到多種交叉學科相互作用才能夠幫助完成最終的成型工作。混沌保密通信技術在現(xiàn)今的發(fā)展中依舊存在著的一定程度上的缺陷不足，針對其抗干擾能力、抗破譯能力等相關問題的研究有待進一步的探索研究。混沌遮掩通信屬于混沌技術的核心所在。因此在對混沌技術做創(chuàng)新處理時，需注意配合運用神經(jīng)網(wǎng)絡同步混沌遮掩通信、PCM編碼通信等。在運用到數(shù)字化的同步處理技術時，還需注意全面增強其通信靈活敏感性，確保通信保密的動態(tài)性。還應加強注意的是，混沌通信保密技術的今后發(fā)展模式將會逐漸趨于超時空混沌模式其自身具備極佳的保密性，且存儲量與傳統(tǒng)混沌通信技術相比，可以說是實現(xiàn)了翻倍。

2 基于混沌導頻信號同步控制的混沌保密通信設計方案

2.1 混沌保密通信設計方案

此次所設計的混沌保密通信方案主要思想為將混沌同步及調(diào)制由兩個及其兩個以上主從關系且相異混沌系統(tǒng)完成，而且若是只存在單個混沌系統(tǒng)時，兩者則由不同的信號完成，其中導頻信號為混沌同步控制的信號，并與已完成信息信號調(diào)制的信號傳輸相對獨立。雖然同步控制信號與調(diào)制信號傳輸活動是相對獨立的，但這并不表示其并行載波信道需具備兩個且為獨立化，而是能夠僅在單一的信道上完成信號傳輸工作，且無論是何種工作模式均可完成相關工作。由此可見，此次保密通信設計方案的優(yōu)越性。

2.2 混沌保密通信設計方案優(yōu)勢

第一，混沌同步控制信號可被作為導頻信號完成獨立傳輸工作，其收發(fā)兩端所運用的是同等且與整個系統(tǒng)相符的同步控制信號，能夠為同步控制精準度的提升提供幫助，而且也能夠實現(xiàn)收發(fā)端同步控制操作的靈活簡便化。如可運用前向或是反向的混沌導頻信號同步控制的方式[3]。兩種控制方式相對比，反向的通信系統(tǒng)更為隱秘化。第二，在整個通信系統(tǒng)之中，混沌調(diào)制及同步控制的信號是相分離的，混沌的產(chǎn)生及同步也不受到信息及混沌信號之間大小的限制影響，且能夠為實現(xiàn)混沌調(diào)制方式的靈活、多樣化供助力。第三，在通信收發(fā)兩端的調(diào)制同步混沌系統(tǒng)兩者之間，可注意采用更為復雜化的同步控制計算法，從而幫助增強整個通信的安全保密性。此次混沌保密通信設計方案所具有的優(yōu)勢性使得在其應用中，整體的保密安全性不會出現(xiàn)問題，可得到較為全面的保障。

3 混沌通信系統(tǒng)

3.1 混沌系統(tǒng)

為了對相關的結論進行科學驗證，因此應構建出一個具備導頻信號同步控制的通信系統(tǒng)。為了確保此系統(tǒng)具備通用性，需選用同一混沌系統(tǒng)的不同狀態(tài)變量，而非不同系統(tǒng)中的不同變量在，而通信收發(fā)兩端的混沌模型則采用Sprott系統(tǒng)I模型。

3.2 仿真系統(tǒng)構建

仿真系統(tǒng)主要采用的是反向同步控制，也就是指運用收端混沌系統(tǒng)y2去對發(fā)送端混沌系統(tǒng)中的y1進行控制。而x1及y1則被分別運用于發(fā)送、接收端信號的調(diào)制及解調(diào)工作。

4 仿真數(shù)據(jù)分析

在混沌通信中，混沌同步是其基本所在。仿真結果表明，運用混沌導頻信號同步控制的方式能夠幫助實現(xiàn)通信接收發(fā)系統(tǒng)的混沌同步，而一些有效信號也不會對收發(fā)系統(tǒng)之間的混沌同步活動造成什么干擾、阻礙。因為采用了混沌同步控制信號及混沌調(diào)制信號隔離的方式，因此，混沌調(diào)制及被調(diào)制的信號之間所存在著的大小關系也不會對混沌同步活動造成什么不利影響。仿真實驗結果表明，混沌調(diào)制及被調(diào)制信號的大小關系僅僅會受到電路性能的限制，尤其是一些運算放大器的性能[4]。

5 結束語

現(xiàn)今社會經(jīng)濟及科技的迅速發(fā)展使得社會各個領域中現(xiàn)代信息技術被廣泛應用，而在信息技術發(fā)展中，安全問題是重中之重，因此，對于混沌保密通信技術的研究也越發(fā)引人關注。對基于混沌導頻同步控制的混沌保密通信技術方案進行科學設計，能夠幫助進一步增強其信息數(shù)據(jù)傳輸活動中的安全保密性，進一步增強對于外界盜竊行為的抵抗力，對混沌通信技術的全面化分析探究，新型方案的設計實踐，能夠幫助增強信息安全的更新應用，從而使得我國社會的經(jīng)濟、科技探究安全性及穩(wěn)定性均能夠得到全面保障，進一步促進我國社會的良好及健康發(fā)展。

參考文獻

[1]李國華.基于混沌導頻信號同步控制的混沌保密通信[J].計算機應用研究，2014，31（9）：2788-2790.

[2]劉樂柱，張季謙，許貴霞，等.一種基于混沌系統(tǒng)部分序列參數(shù)辨識的混沌保密通信方法[J].物理學報，2014（1）：63.

[3]龐晶，蘇雙臣，劉金河，等.混沌保密通信系統(tǒng)設計[J].河北工業(yè)大學學報，2011，40（5）：17-21.

[4]呂恩勝，黃雙成.基于Wien橋的混沌保密通信系統(tǒng)設計[J].電子器件，2013，36（3）：359-362.