混沌保密通信原理与技术
更新日期:2024-07-13 00:59:56
书店:清华大学出版社
出版时间:2015-02
浏览量:1165
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内容介绍

编辑推荐

  《混沌保密通信原理与技术》是中南大学物理与电子学院院长孙克辉教授科研经验的系统总结,是一本全面系统论述混沌保密通信原理与技术的高水平著作!列选为中国对外推广计划图书,英文版全球发行!值得相关科研技术人员珍藏!

内容简介

  《混沌保密通信原理与技术》在阐述了混沌理论与应用研究进展、混沌研究分析方法和典型混沌系统的基础上,着重研究了混沌保密通信系统所涉及的基本技术与方法,包括混沌同步控制技术、混沌保密通信方案、混沌加密系统原理与设计、混沌电路的设计与实现技术等,作者还总结了分数阶混沌系统的分析方法、仿真技术与全新研究进展。
  《混沌保密通信原理与技术》是作者近几年从事混沌理论及其保密通信应用研究的一个总结,书中包含作者十多年来的研究工作成果。
  《混沌保密通信原理与技术》可作为电子信息工程、自动化等专业本科生与研究生的教材或参考书,或供理工科大学的师生阅读,也可供自然科学和工程技术领域的研究人员参考。

作者简介

  孙克辉,中南大学物理与电子学院院长。湖南益阳人,中南大学控制理论与控制工程博士。现任教于中南大学物理与电子学院,分别于2001年和2006年晋升副教授和正教授。2008年在美国威斯康星大学进行学术交流;2009年在华南理工大学信息与通信工程博士后流动站出站。主要研究兴趣包括混沌动力学、混沌保密通信、非线性电路与系统等。已发表专业论文100余篇。

内页插图

目录

第1章绪论
1.1线性、非线性与混沌
1.2混沌研究历程
1.3混沌发展中的重要人物与趣事
1.4混沌的定义与特征
1.5混沌同步方法研究综述
1.5.1现有混沌同步方法及其特点
1.5.2其他同步方法与问题
1.6混沌在保密通信中的应用研究综述
1.6.1混沌模拟通信
1.6.2混沌数字通信
1.6.3基于混沌序列的加密通信
1.7混沌研究方法与主要研究内容
思考题
参考文献
第2章非线性系统的混沌特性分析方法
2.1相轨线(相图)分析法
2.2自功率谱分析法
2.3Poincaré截面法
2.4Lyapunov特征指数法
2.4.1Lyapunov指数的定义
2.4.2Lyapunov指数谱
2.4.3Lyapunov指数的物理意义
2.4.4条件Lyapunov指数
2.5分数维分析法
2.601测试法
2.6.101测试算法
2.6.2改进的01测试算法
2.6.301测试法应用
2.7分频采样法
2.8赝相空间法
2.9复杂度测度法
2.9.1谱熵复杂度算法
2.9.2C0复杂度算法
思考题
参考文献
第3章典型混沌动力学系统
3.1离散混沌映射系统
3.1.1Logistic映射
3.1.2Tent映射
3.1.3Hénon映射
3.1.4TDERCS映射
3.2连续混沌系统
3.2.1Duffing振子
3.2.2van der Pol振子
3.2.3Lorenz系统
3.2.4Rssler系统
3.2.5蔡氏电路
3.2.6Chen系统
3.2.7Lü系统
3.2.8统一混沌系统
3.2.9简化Lorenz系统
3.2.10新混沌系统的建议标准
3.3超混沌系统
3.3.1Rssler超混沌系统
3.3.2Chen超混沌系统
思考题
参考文献
第4章混沌系统的同步原理与方法
4.1混沌同步定义
4.2混沌同步系统的性能指标
4.3反馈同步控制原理与性能
4.3.1连续混沌系统的多变量驱动反馈同步
4.3.2离散混沌系统的线性和非线性反馈同步
4.4基于PecoraCarroll同步判据的参数自适应同步
4.4.1自适应同步原理
4.4.2控制律与控制参数的选择
4.4.3控制常数边界与范围的确定
4.4.4系统仿真与结果讨论
4.5基于Lyapunov稳定性理论的自适应同步
4.5.1确定参数的自适应同步
4.5.2不确定参数的自适应同步
4.6间歇反馈同步
4.6.1不同系统间的间歇同步
4.6.2同步仿真与性能分析
4.7基于状态观测器方法的同步
4.7.1状态观测器设计原理
4.7.2统一混沌系统的状态观测器设计
4.7.3仿真与结果讨论
4.8混沌观测器同步
4.8.1混沌观测器设计原理
4.8.2统一混沌系统的混沌观测器设计
4.8.3同步仿真与性能分析
4.9投影同步
4.9.1比例投影同步原理与仿真
4.9.2函数投影同步原理与仿真
4.9.3自适应函数投影同步与仿真
4.10混沌同步存在问题与研究热点
思考题
参考文献
第5章基于混沌同步的保密通信技术
5.1混沌掩盖通信
5.2混沌键控通信
5.2.1COOK
5.2.2CSK
5.2.3DCSK
5.2.4FMDCSK
5.2.5QCSK
5.3混沌调制通信
5.4混沌扩频通信
5.4.1混沌直接序列扩频通信原理
5.4.2混沌扩频码的产生
5.4.3多用户混沌扩频系统仿真模块设计
5.4.4基于Rake接收的多用户混沌扩频系统的设计与仿真
5.4.5基于Rake接收的多用户混沌扩频系统的性能分析
思考题
参考文献
第6章基于混沌序列的数据加密技术
6.1混沌密码学
6.1.1传统密码体制
6.1.2混沌密码与传统密码的关系
6.1.3混沌序列加密原理
6.2基于混沌序列的数据加密算法
6.2.1混沌加密算法的基本要求
6.2.2Logistic混沌系统及其统计特性
6.2.3混沌序列加密模型与算法
6.2.4基于混沌序列的数据加密算法实现
6.2.5系统调试与性能分析
6.3基于混沌映射的二值水印图像加密算法
6.3.1混沌伪随机序列发生器的改进
6.3.2基于TDERCS混沌映射的二值水印图像加密算法
6.3.3加密算法的性能分析
6.4基于混沌映射和小波变换的彩色图像水印算法
6.4.1小波变换算法及其应用
6.4.2水印嵌入与提取算法的设计与实现
6.4.3数值仿真与性能分析
6.5混沌图像加密算法
6.5.1混沌图像加密技术
6.5.2混沌图像加密新方案
思考题
参考文献
第7章音视频混沌加密通信技术
7.1实时语音加密通信原理
7.1.1数字加密通信系统原理
7.1.2实时语音加密通信系统
7.1.3密码同步技术
7.2实时数据流加密算法
7.2.13DES加密算法
7.2.23DES与混沌映射相结合的加密算法
7.2.3网络同步方法研究
7.2.4实时语音加密通信系统的安全性能分析
7.3实时语音加密通信系统的实现
7.3.1实时语音加密通信系统结构
7.3.2实时传输协议及其数据结构
7.3.3基于自适应通信环境的RTP协议实现
7.3.4系统调试与性能测试
7.4基于混沌序列的MPEG视频加密算法
7.4.1混沌加密系统的设计原则
7.4.2MPEG视频数据加密原理与步骤
7.4.3基于混沌的流密码设计
7.4.4基于混沌的置乱算法设计
7.4.5加密实验与效果分析
7.4.6MPEG视频加密系统性能分析
7.5基于混沌的H.264视频加密算法
7.5.1基于TDERCS的混沌流密码的构造
7.5.2H.264视频加密方案
7.5.3视频加密性能分析
思考题
参考文献
第8章分数阶混沌系统的分析与仿真
8.1分数阶混沌系统的研究现状
8.2分数阶微积分定义及其物理意义
8.3分数阶混沌系统的求解方法
8.3.1分数阶混沌系统的频域近似求解方法
8.3.2分数阶混沌系统的时域近似求解方法
8.4分数阶混沌系统仿真方法
8.4.1分数阶混沌系统动态仿真方法
8.4.2分数阶混沌系统电路仿真方法
8.4.3分数阶混沌系统数值仿真方法
8.4.4仿真方法对比与特点分析
8.5基于频域法的分数阶统一系统动力学特性分析
8.5.1分数阶统一混沌系统模型
8.5.2分数阶统一混沌系统的动态仿真
8.5.3参数固定时分数阶统一系统的动力学特性
8.5.4参数变化时分数阶统一系统的动力学特性分析
8.6基于时域法的分数阶非耗散Lorenz系统的动力学特性
8.6.1分数阶非耗散Lorenz系统模型
8.6.2分数阶非耗散Lorenz系统的混沌特性
8.6.3系统控制参数R不同时的分岔特性分析
8.6.4分数阶阶数不同时的分岔特性
8.6.5方程微分阶数不同时的分岔特性
思考题
参考文献
第9章混沌系统的仿真与硬件实现
9.1混沌系统的动态仿真
9.1.1Simulink动态仿真步骤
9.1.2仿真结果分析与性能改善
9.2混沌系统的电路仿真
9.3混沌模拟电路设计
9.3.1混沌模拟电路设计步骤
9.3.2混沌电路模块化设计
9.3.3混沌电路的基本组成及元器件选型
9.4混沌电路的改进型模块化设计
9.4.1基于OA器件的多涡卷Jerk电路设计
9.4.2基于CC器件的多涡卷Jerk电路设计
9.4.3多涡卷Jerk电路实现
9.5混沌系统的DSP设计与实现
9.5.1混沌系统的DSP实验平台
9.5.2整数阶混沌系统的DSP实现
9.5.3分数阶混沌系统的DSP实现
思考题
参考文献
附录A混沌研究领域的主要学术期刊
附录B混沌特性分析MATLAB源程序

前言/序言

  自从1963年气象学家Lorenz发现混沌现象以来,混沌得到了广泛而深入的研究,混沌理论被誉为20世纪继相对论、量子理论后的第三大科学理论革命。特别是1990年美国海军实验室的Pecora和Carroll发现混沌同步后,便掀起了混沌保密通信的研究热潮,经过二十多年的研究和发展,混沌保密通信技术正成为信息技术领域中高新技术新的生长点。一方面,混沌的应用将不断促进人们对混沌本质的深刻认识; 另一方面,混沌应用提出的新问题也将进一步引领混沌研究的深入。虽然混沌保密通信技术离实际应用还有较长的路要走,但混沌在保密通信领域的应用为我们展示了诱人的前景。
  全书共分9章。第1章综述了混沌研究的历史,介绍了混沌发展中的重要人物与趣事,评述了混沌同步控制技术和混沌保密通信方法的研究进展; 第2章阐述了非线性系统的混沌特性分析方法; 第3章简略介绍了典型混沌动力学系统模型; 第4章通过实例讨论了混沌系统的同步控制原理与技术; 第5章重点讨论了基于混沌同步的保密通信技术与方案; 第6章讨论了基于混沌序列的数据加密技术; 第7章研究了基于混沌的音视频实时加密通信技术; 第8章研究了分数阶混沌系统的最新研究进展、动力学特征分析与仿真方法; 第9章研究了混沌电路的设计与实现技术。为了方便读者掌握书中的重要知识点,作者在每章的最后列出了为数不多的思考题,为教师安排课后训练提供便利。为了方便读者查找相关文献和将研究成果及时发表,特地将混沌研究领域期刊作为本书的附录A; 此外,为了方便广大读者迅速掌握混沌研究方法,作者把课题组研究积累的有关分析程序进行了整理,作为本书的附录B。
  本书是作者在总结从事该领域研究成果的基础上,参阅大量国内外相关文献资料,经过反复修改而写成的。
  在作者从事该领域的研究过程中,先后得到了美国威斯康星大学J C Sprott教授,华南理工大学丘水生教授,广东工业大学禹思敏教授,杭州电子科技大学王光义教授,中南大学张泰山教授、盛利元教授和朱从旭教授的指导和启发,作者对以上诸位先生的关怀和指导表示诚挚的谢意!在本书的编写过程中,还得到历届研究生牟俊、周家令、谈国强、任建、尚芳、王霞、包善琴、杨静利、程巍、刘璇、贺少波、王会海、王艳丽、汪艳、左婷和艾星星等同学的大力支持,在此表示衷心感谢!
  由于作者水平有限,书中难免有不妥之处,敬望读者不吝赐教。
  孙克辉
  2015年1月于长沙