[发明专利]一种新型混沌系统的等效电路模型

说明书

本发明公开了一种新型实现新型混沌系统的模拟电路，包括集成运算放大器U1、集成运算放大器U2和乘法器U3，利用集成运算放大器芯片和模拟乘法器电路实现混沌系统方程中相应运算，其中，集成运算放大器芯片主要用于实现反相运算、比例运算、求和运算和积分运算，模拟乘法器用于实现乘积运算，主要包括x项和‑x项产生电路、y和‑y项产生电路、z和‑z项产生电路、w项产生电路。本发明提出一种新型四维混沌系统的等效电路模型，用来模拟混沌系统的动力学特性，其产生的序列具有更大的秘钥参数空间，作为伪随机序列二应用于密码系统其安全性更高。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，涉及一种新型混沌系统的等效电路模型，具体涉及一种具有丰富的动力学特性的新型四维混沌系统的电路模型，用以产生性能良好的混沌伪随机序列。

背景技术

1963年，美国气象学家洛伦兹(Lorenz)通过“蝴蝶效应”向人们展示了混沌的魅力，提出了第一个混沌系统的数学模型和物理模型。1976年，美国数学生态学家梅(May R)提出了著名的虫口模型，随后各种混沌系统的动力学特性分析不断深入，人们提出了许多新的混沌系统及模型，推动了混沌学的发展，为混沌现象的研究提供了一个新的切入点，得到了丰硕的研究成果。将混沌序列应用于密码中时不仅要考虑混沌系统的复杂性，还要考虑混沌系统所产生序列的伪随机性和安全性。目前，经典的混沌系统已被广泛地研究，且利用相空间重构等方法可进行破译，其安全性面临挑战。同时连续高维混沌系统其数学结构更加复杂，具有更大的秘钥参数空间，作为伪随机序列二应用于密码系统其安全性更高。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提出一种新型四维混沌系统的等效电路模型，用来模拟混沌系统的动力学特性。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：包括x项和-x项产生电路、y和-y项产生电路、z和-z项产生电路、w项产生电路。x项产生电路由集成运算放大器芯片U1中的运算放大器4、电阻R5、R6和电容C2构成，具体地，-y项和-x项加至集成运算放大器芯片U1中的运算放大器4，通过反相求和运算以及积分运算实现x的输出。y项产生电路由集成运算放大器芯片U2中的运算放大器4、乘法器U3、R15、R16、R17和电容C4构成，具体地，乘法器U3输出xy项，加至集成运算放大器芯片U2中的运算放大器1，通过反相求和运算得到输出-xy项，-x项、-y项和-xy项加至集成运算放大器芯片U2中的运算放大器4，通过反相求和运算以及积分运算实现y的输出。z项产生电路由集成运算放大器芯片U2中的运算放大器2、乘法器U3、电阻R11、R12、R13、R14和电容C3构成，乘法器U3输出xy项，加至集成运算放大器芯片U2中的运算放大器1，通过反相求和运算得到输出-xy项，x项、-z项、w项与-xy项加至集成运算放大器芯片U2中的运算放大器2，通过反相求和运算以及积分运算实现z的输出。w项产生电路由集成运算放大器芯片U2中的运算放大器3和电阻R18、R19、电容C1构成，-z项和w项加至集成运算放大器芯片U2中的运算放大器3，通过反相求和积分运算实现w的输出。-x项产生电路由集成运算放大器芯片U1中的运算放大器3和电阻R7、R8构成的反相比例放大器实现。-y项产生电路由集成运算放大器芯片U1中的运算放大器2和电阻R3、R4构成的反相比例放大器实现。-z项产生电路由集成运算放大器芯片U1中的运算放大器1和电阻R1、R2构成的反相比例放大器实现。-xy项产生电路由集成运算放大器芯片U2中的运算放大器1、乘法器U3、电阻R9、R10构成，乘法器U3输出的xy项，通过反相比例放大器实现-xy的输出。

所述的集成运算放大器芯片U1和集成运算放大器芯片U2采用LF347；乘法器U3采用AD633；