专利名称：一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法
技术领域：
本发明属于信息安全技术领域，尤其涉及一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法。
背景技术：
混沌信号具有遍历性、非周期性、连续宽带频谱、似噪声等特性，这使得其非常适合用于保密通信系统。自Pecora和Carroll首次实现了两个混沌系统的同步后，混沌同步理论研究有了极大的进展，混沌同步在保密通信中的应用就也成为一个新的研究热点，众多混沌通信方法被相继提出，其中以H. Dedieu和M. P. Kennedy提出的混沌键控方法最具有发展前景，该方法抗噪声和参数失配的能力较强，并克服了混沌掩盖通信方式中要求混沌载波功率远大于有用信号功率的缺点，具有较好的实际应用价值。目前混沌键控已从相干混沌键控(CSK)、混沌开关键控(COOK)发展到非相干差分混沌键控(DCSK)、调频差分混沌键控(FM-DCSK)、正交混沌移项键控OlCSK)等多种通信方式。CSK按照解调方式分为相干解调和非相干解调两大类。对于相干解调的CSK而言， 由于其根据混沌信号与同步系统的同步结果来判定所传输的符号，因而造成每次符号切换时，接收端必须等待混沌同步重新建立后才能正确解调信号，所以其传输速率受到混沌同步时间的约束，无法实现信息符号的高速传输。对于非相干解调的CSK(DCSK)而言，其解调过程中虽不需要建立同步，但由于在同步通信过程中需要传递参考信号，因而保密性较低， 在信道中传输的信号被截获后很容易被破译，并且其带宽利用率仅为CSK的一半。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法，用以克服 CSK方法中信号传输速率受同步时间制约和DCSK方法带宽利用率低、安全性差的缺点。为实现上述的目的，本发明提供的技术方案是，一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法，其特征是所述方法包括步骤1 在发送端，根据二进制信息符号值对混沌系统产生的混沌信号进行调制， 生成发送信号；步骤2 在接收端，采用混沌同步系统恢复出调制前的混沌信号；步骤3 将恢复出的调制前的混沌信号与发送信号进行运算并解调出二进制信息符号值。所述步骤1 中，根据公式 5(0 = ^^)1(2 -1)^(卜「(免+ 1)Δ )]
k=0
进行调制进而生成发送信号；其中，s(t)为发送信号，Xn (t)为混沌系统产生的任一状态变量时域波形，bk为第k个二进制信息符号值，u (t)为单位阶跃函数，At为一个二进制信息符号时间。所述步骤2具体是，在混沌同步系统中引入反馈函数f(xn，χ ‘ n)=
权利要求
1.一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法，其特征是所述方法包括步骤1 在发送端，根据二进制信息符号值对混沌系统产生的混沌信号进行调制，生成发送信号；步骤2 在接收端，采用混沌同步系统恢复出调制前的混沌信号；步骤3 将恢复出的调制前的混沌信号与发送信号进行运算并解调出二进制信息符号值。
2.根据权利要求1所述的一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法，其特征是所述步骤ι中，根据公式= χη--kAt)-u{t-(k + 1)Δ0]进行调制进而k=0混沌系统为三维混沌系统，其状态方程为生成发送信号；其中，S (t)为发送信号，^(t)为混沌系统产生的任一状态变量时域波形，bk 为第k个二进制信息符号值，u (t)为单位阶跃函数，At为一个二进制信息符号时间。
3.根据权利要求2所述的一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法，其特征是所述步骤2具体是，在混沌同步系统中引入反馈函数fUn，χ' n) = IxJsign(χ' n)-x' n =s (t) I sign (χ' n)-x' n，并利用反馈函数恢复出调制前的混沌信号χ' n。
4.根据权利要求3所述的一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法，其特征是所述禪=-αχλ + bx2 + x2x3^ = Cxl-Cix2- X1X3 ；其中，a、b、c、d、e、f 禾口 g + ^X1X2为混沌系统参数。
5.根据权利要求4所述的一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法，其特征J^^· — CtJC-^ H- bjc: 2 义3是当取&为混沌信号时，所述混沌同步系统为乓屯-其中，為=βχλ — fx3 + gxxx2m 为反馈系数，f(x2，χ' 2)为反馈函数，且 f(x2，X' 2) = |x2|sign(x' 2)-χ' s (t) I sign (χ‘ 2)-χ' 2，利用反馈函数恢复出调制前的混沌信号为χ' 2。
6.根据权利要求3所述的一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法，其特征是所述步骤3具体是，将恢复出的调制前的混沌信号χ' n(t)与发送信号s (t)分别相加和相减后得到信号屯⑴与(12(0，对Id1U) ι与|d2(t) ι在一个信息符号时间内分别求积分，当/ I(Ut)I >/ I d2(t) ι时，判决二进制信息符号值为1;当积分结果为/ I(Mt) </ d2(t) I时，判决二进制信息符号值为0。
全文摘要
本发明公开了信息安全技术领域中的一种利用幅值实现混沌同步的保密通信方法，用以克服CSK方法中信号传输速率受同步时间制约和DCSK方法带宽利用率低的缺点。包括在发送端，根据二进制信息符号值对混沌系统产生的混沌信号进行调制，生成发送信号；在接收端，采用混沌同步系统恢复出调制前的混沌信号；将恢复出的调制前的混沌信号与发送信号进行运算并解调出二进制信息符号值。本发明在实现信息符号高速传输的同时，保证了传输带宽利用率。
文档编号H04L7/00GK102170346SQ20111012911
公开日2011年8月31日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者亢中苗, 唐良瑞, 孙毅, 樊冰, 祈兵 申请人:华北电力大学