基于延時(shí)的耦合混沌系統(tǒng)的安全性分析.pdf

1、基于光注入或光反饋等的光混沌方案能夠產(chǎn)生高維度的混沌信號(hào)，在保密通信、高速隨機(jī)數(shù)發(fā)生器以及混沌雷達(dá)等諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，然而這類混沌構(gòu)造的輸出中會(huì)產(chǎn)生延時(shí)特征(Time delay signature,TDS)，該特征可以通過統(tǒng)計(jì)方法提取出來，對保密通信應(yīng)用的安全性構(gòu)成了威脅，也限制了高速隨機(jī)數(shù)發(fā)生器等的取樣周期選擇并影響其統(tǒng)計(jì)特性。作為混沌應(yīng)用的密鑰，延時(shí)特征隱藏得到廣泛研究，許多不同的消除延時(shí)特征的方案被提出，其中，耦合混沌系統(tǒng)以

2、其獨(dú)特優(yōu)勢成為研究熱點(diǎn)，這類方案能夠同時(shí)產(chǎn)生多路延時(shí)特征完全隱藏的光混沌信號(hào)，同時(shí)應(yīng)用這種耦合機(jī)制使得同步方案易于設(shè)計(jì)，然而，相應(yīng)研究中的延時(shí)特征分析都只關(guān)注單路輸出序列的分析，基于多路輸出的互統(tǒng)計(jì)特征常被忽略，這些方案是否安全仍舊是一個(gè)未解決的問題。針對耦合混沌系統(tǒng)的安全性問題進(jìn)行了深入研究，主要工作包括：
　　(1)針對耦合混沌系統(tǒng)多路輸出安全性問題，采用互統(tǒng)計(jì)分析方法對耦合混沌系統(tǒng)這一類光混沌系統(tǒng)的多路輸出的延時(shí)特征進(jìn)行分析

3、。對互耦合半導(dǎo)體激光器混沌系統(tǒng)、強(qiáng)度耦合電光混沌系統(tǒng)以及相位耦合電光混沌系統(tǒng)進(jìn)行了互相關(guān)（Cross-correlation function,CCF）和延時(shí)互信息（Delayed mutual information,DMI）分析。在耦合強(qiáng)度、頻率失諧等參數(shù)變化情況下，研究了多路輸出延時(shí)隱藏的效果。結(jié)果表明，通過互統(tǒng)計(jì)分析方法，耦合混沌系統(tǒng)的延時(shí)特征仍舊可以被提取出來。該工作對混沌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義并且提供了一種分析這類混沌動(dòng)力學(xué)的

4、新角度。
　　(2)針對強(qiáng)度耦合電光混沌系統(tǒng)在互統(tǒng)計(jì)特征分析下延時(shí)特征不能隱藏的問題，提出了一種新的引入三路相位調(diào)制電光非線性環(huán)路和光耦合器(Optical coupler,OC)的光耦合混沌系統(tǒng)，詳細(xì)研究了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和延時(shí)特征隱藏性能，數(shù)值結(jié)果表明延時(shí)特征不僅能在單路輸出的統(tǒng)計(jì)分析下隱藏，也能在對多路輸出的互統(tǒng)計(jì)分析下隱藏，在合適的頻率失諧條件下，系統(tǒng)的延時(shí)特征更容易隱藏。與強(qiáng)度耦合電光混沌方案相比，提出的系統(tǒng)有著更簡單的構(gòu)