[实用新型]七维分数阶混沌系统同步通信保密电路

说明书

本实用新型公开了一种七维分数阶混沌系统同步通信保密电路，包括复杂信号产生器、驱动电路、响应电路、加密电路、解密电路，复杂信号产生器的输出端与加密电路的第一输入端相连，驱动电路的第一输出端与响应电路的输入端相连，驱动电路的第二输出端与加密电路的第二输入端相连，响应电路的输出端与解密电路的第二输入端相连，加密电路的输出端与解密电路的第一输入端相连。本实用新型是高维分数阶混沌保密通信电路，具有更高阶、更不寻常的吸引子和更多的不可预测性，混沌序列信号具有更宽的频率范围，可以增强基于分数阶混沌的数字音频与图像加密的安全性。

技术领域

本实用新型涉及通信领域，特别涉及一种七维分数阶混沌系统同步通信保密电路。

背景技术

由于混沌对初始条件的敏感依懒性，即使是两个完全相同的混沌系统从几乎相同的初始条件开始演化，经过一段时间后，它们的轨道也很快变得互不相关，这使得混沌信号具有长期不可预测性和抗截获的能力；同时混沌系统本身又是确定性的，它由非线性系统的方程、参数和初始条件所完全确定，因此混沌信号易于产生和复制。混沌信号的高度随机性、不可预测性、高度复杂性、宽带特性和系统方程、参数及初始条件的确定性，以及易于实现性，使得它在保密通信中具有极好的应用前景，成为混沌应用研究的热点课题。随着对分数阶微积分研究的不断深入，混沌系统动力学特性的特点几乎都能在在分数阶混沌系统中适用，加上分数阶混沌系统的动力学特性和系统阶次密切相关等特性，使得非线性混沌系统往往要比一般整数阶系统具有更加复杂的动力学特性，在科学技术的众多领域都有很好的应用前景。

17世纪，整数阶微积分提出不久，即出现了相对的分数阶微积分的概念，因其物理意义不明确使之发展缓慢，同时分数阶微积分没有被众多科学工作者给予关注与研究。分数阶微分方程在许多应用科学领域更能准确地描述自然现象，如材料记忆、电力分形网络、机器人与机械阻尼特性等。近年来，随着混沌动力学理论的深入研究与完善，以及因分数阶混沌系统的复杂性不仅与系统参数有关，且与微积分的阶数相关，从而使得分数阶混沌系统的探讨与研究已经成为热门的研究领域。在分数阶混沌系统研究领域中，主要以经典的混沌系统为研究对象，重新引入分数阶微积分算子。现如今，数据通信迅速发展的同时也带来了数据失密的问题，信息被非法截取和数据库资料被窃的事例经常发生。数据失密会造成严重后果(如金融信息、军事情报等)，所以数据保密成为十分重要的问题。传统的现代保密通信存在软件上的漏洞，即使再大的随机数也有周期性，或者十分费时，需要成本较高。而现有的混沌保密通讯又大都采用整数阶混沌系统或低维分数阶混沌系统，其混沌信号带很窄，很容易被数字滤波器分离，失去加密保护功能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、保密效果好、信号带宽的七维分数阶混沌系统同步通信保密电路。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种七维分数阶混沌系统同步通信保密电路，包括电源、复杂信号产生器、驱动电路、响应电路、加密电路、解密电路，所述电源与复杂信号产生器、驱动电路、响应电路、加密电路、解密电路相连，为整个电路提供工作电源，复杂信号产生器的输出端与加密电路的第一输入端相连，驱动电路的第一输出端与响应电路的输入端相连，驱动电路的第二输出端与加密电路的第二输入端相连，响应电路的输出端与解密电路的第二输入端相连，加密电路的输出端与解密电路的第一输入端相连，加密电路的输出端输出加密后信号，解密电路的输出端输出解密后信号；复杂信号产生器为整个保密通讯电路提供需要保密的信号Q，信号Q为方波的电压信号，驱动电路为加密电路提供高维混沌信号X，Q和X两个信号经过加密电路进行叠加，使得驱动电路产生的高维分数阶混沌信号X遮掩住需要保密的信号Q，加密电路输出加密后信号Q₁至解密电路，响应电路为解密电路提供高维混沌信号X’，Q₁和X’两个信号经过解密电路进行叠加，使得响应电路产生的高维混沌信号X’抵消掉加密后信号Q₁中的信号X，解密电路的输出端输出解密后信号Q₂，解密后得到的信号Q₂与加密前的原始信号Q波形一致。