關于混沌通信中的通信安全的分析與研究

于彥峰+姜超

摘 要：本文對于混沌通信的通信安全進行了分析研究，對于當下面臨的問題進行了、相關技術和研究方向進行了討論。對于該領域的將來的發展方向進行了展望，主要包括噪聲問題、多目標通信、密碼的混沌流、混沌在互聯網的應用等等。

關鍵詞：通信安全；發展趨勢；混沌通信

1 混沌通信的發展歷史

一九九零年世界上的與混沌通信的研究取得了極大的進展，代表為控制方法和同步法以及相關的實驗也取得了成果。美國用電路將混沌同步實現了還提出了相關的信息的保密業務以及信息的處理方法。這成為國際上對于混沌學研究的又一大突破，二十年來，與混沌通信有關的刊物不斷出版，從不同的方面對于通信混沌進行了研究和論述，使其成為一門重要的科學學科，其中的許多著作對于后世的研究和發展都具有深厚的指導意義。近二十年來，混沌通信取得了長足的發展，其中更甚者不乏發達國家對于混沌通信保密工作的進一步研究計劃，并且取得了重大成果。其中尤以美國和歐盟為重，我國對于相關技術的研究主要是從上世紀九十年代開始就對國外的研究技術進行跟蹤，雖然我國在相關的基金上是有所投入的，但是同其他國家相比我國的投入仍然不夠，可喜的是也取得了一定的研究成果。

混沌通信長足發展的另一方面則是九八年對于混沌通信學科理論在學術界的重要地位；還有一個方面則是國際上對于混沌通信的相關刊物的刊登對于后世有深刻的指導意義；還有就是混沌通信的保密工作相關的專利增加。

2 混沌通信的數字化進程

到現在為止，混沌通信和數字化通信的結合已經成為新的研究領域，由于當下數字通信具有易于加密、集成的大規模和強能力的抗干擾優點，導致了最終的混沌通信會被數字通信所取代，為了通信的穩健長足的發展，最好的解決方法就是將兩者相結合，已達到取兩者的優點去兩者的缺點，實現它們的優勢互補。這也就需要我們研究混沌數字化技術，使用它來實現數字化通信和混沌通信的結合。經過事實證明，這種結合的通信最后也可以保持兩者的優點。例如對于最初值的高度的敏感、序列的混沌貌似隨機性等等特點，除此之外還保持了密碼學所需要的特點。

當下的混沌通信主要有無線和有線兩種通信，其中有線的方式是在理想的信道中進行信號傳送，在混沌通信的基礎上比較容易實現，與之相比無線的方式則比較難以實現。無線的數字通信和模擬通信組成了完整的無線通信，在混沌電路基礎之上的保密系統是以同步技術為主要核心的，關鍵則是數字混沌的相關序列的產生、接收和傳輸雙方的同步技術、對于群同步的利用以及混沌的信號的編碼等方式來實現對于原信號的恢復。

當下兩者結合最大的問題是混沌的數字化之后特性變異、短周期、軌道的退化分布和不在預想中的特性；其次就是與加密有關的各種技術，在當下面臨的缺乏標準問題；最后就是面臨的測度問題和加密所需要的特殊算法。

3 混沌通信的超時空

混沌通信的高維時空保密是當下存在的又一個研究方向，并且擁有很多的門類和模型。最近產生的神經細胞的網絡混沌通信可能被用于空間的信息處理之中。比如在國防領域中對于衛星、無人機、飛艇的應用。又因為該系統的混沌力學的相關特性的不可預測性和復雜的隨機性會影響多址和保密通信。所以利用該技術可以將通信系統的抗攻擊和抗干擾能力提高。

4 混沌的通信應用的頻分復用技術

當下各國多采用時分復用、頻分復用以及波分復用等技術相結合的方式來滿足各國信息對于保密技術的高要求。就現在的情況而言，主要是用混沌的加密技術來實現混沌通信的保密工作，在以收發的硬件參數作為保密的密鑰為基礎之上來實現相關的保密工作。這種情況的保密工作適用于低誤碼率、長距離的信息傳輸?？墒怯嬎銠C的計算能力的提高使得加密過程的數字解碼面臨更大的挑戰。在種種情況下可以使用用半導體制成的激光器來改善相關的不足。

5 關于通信中的噪聲

在混沌通信中，假如僅僅從噪聲的方面考慮，在混沌通信上的噪聲是不如傳統通信的噪聲的。為了實現國防的安全例如對于陸海空的監視等，需要通信系統擁有較高的保密性能、抗干擾能力和抗攻擊能力，而且要求在設備的終端擁有好的抗多址性能、遠近效應等等。因此就會用到在混沌內的根據寬譜完成多址接入和擴頻。需要考慮到在對于混沌特性加以運用的情況下實現通信系統的可靠性和有效性。

6 混沌保密密碼的高性能

現下存在的流密碼是一種單一的鑰匙加密體系中對于分組密碼中的加密技術，其軟件具有加密速度快、同步通信容易實現好可實現性能好等優點，因此一經出現就備受廣大用戶的關注，并在此基礎上制定了各種國際標準，現在已經被廣泛的應用。

7 混沌通信的寬帶無線技術

現下的通信由于其數字化、智能化和寬帶化的演進，逐步實現了由內容的單一傳輸向多媒體傳輸的進化，傳輸速率也隨之增加，與此同時通信面臨的安全問題也隨之增加。因此，現在各國都在研究相應的保密技術和加密方法來保證通信過程的安全。各種方法中必須要明白的是傳統的加密方法與現在要說的通過密鑰控制的數據加密方法具有本質上的不同，傳統方法就是將數據加密過后仍然為數據，而數據加密的方法將數據加密后其有可能變成符號，不再單單的只是數據。

8 與互聯網相關的混沌通信

近年來對于互聯網的研究也隨之升溫，對其的研究不僅僅包括與網絡相關的理論，還包括混沌科學。混沌理論可以用于處理傳輸操作和數據資源的業務競爭的不相關的作用以及流量相關的統計特性，揭示網絡和業務之間更進一步的聯系。

9 混沌通信專利

國際上對于混沌應用的專利現已達到四百項之多，我國在這上面的應用也很多。混沌的應用領域極其廣泛，包括了工業、農業、國防以及醫療等等。近二十年來，混沌在網絡的安全和保密通信方面的應用已經投入，在其他的領域也是極為廣泛。和混沌相關領域的研究，只要更加重視和努力，必定會取得更令人滿意的成果。

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作者簡介

于彥峰（1980-），男，漢族，河南鄭州人，講師，鄭州鐵路職業技術學院，電子與信息技術，研究方向：信息及通信技術。