[发明专利]一种混沌加密通信中驱动与响应系统的同步方法

摘要

本发明公开了一种混沌加密通信中驱动与响应系统的同步方法，利用洛仑兹驱动混沌系统与响应系统的测量信息，构成误差系统，再利用误差的智能增益反馈调节形成同步规律，最终实现不确定洛仑兹驱动混沌系统与响应混沌系统的同步；所述方法包括以下步骤：步骤一，测量洛伦兹驱动混沌系统的状态信息x₁、y₁、z₁，并构建驱动混沌系统；步骤二，测量洛伦兹响应系统的状态信息x₂、y₂、z₂，并构建响应混沌系统；步骤三，构建虚拟的误差系统并计算误差系统的状态e₁、e₂、e₃；步骤四，构建误差反馈同步控制规律u₁、u₂和u₃；并设计相关系数。本发明提供的基于智能增益反馈调节的洛仑兹混沌同步方法，仅利用了驱动响应系统的状态误差信息，方案具有实现也比较简单的优点。

主权项

1.一种混沌加密通信中驱动与响应系统的同步方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，测量洛伦兹驱动混沌系统的状态信息x₁、y₁、z₁，并构建驱动混沌系统；驱动混沌系统为：其中，x₁、y₁、z₁为驱动混沌系统的状态信息；为x₁、y₁、z₁的一阶导数；α₁、β₁、γ₁为洛伦兹驱动系统的参数；步骤二，测量洛伦兹响应系统的状态信息x₂、y₂、z₂，并构建响应混沌系统；响应混沌系统为：其中，x₂、y₂、z₂为洛伦兹响应系统的状态信息；为x₂、y₂、z₂的一阶导数；α₂、β₂、γ₂为洛伦兹响应系统的参数；u₁、u₂、u₃误差反馈同步控制规律；b₁、b₂、b₃为同步控制系数；步骤三，构建虚拟的误差系统并计算误差系统的状态e₁、e₂、e₃；误差系统为：其中，x₁、y₁、z₁为驱动混沌系统的状态信息；x₂、y₂、z₂为洛伦兹响应系统的状态信息；α₁、β₁、γ₁为洛伦兹驱动系统的参数；α₂、β₂、γ₂为响应系统的参数；u₁、u₂、u₃误差反馈同步控制规律；b₁、b₂、b₃为同步控制系数；步骤四，构建误差反馈同步控制规律u₁、u₂和u₃；误差系统状态的计算方法为：其中，x₁、y₁、z₁为驱动混沌系统的状态信息；x₂、y₂、z₂为洛伦兹响应系统的状态信息；误差反馈同步控制规律为：其中，k_s1、k_s2、k_s3为积分系数；k₁₀、k₂₀、k₃₀非常数增益系数，并有：k₁₀＝(rand‑0.5)*100；k₂₀＝(rand‑0.5)*100；k₃₀＝(rand‑0.5)*100；其中rand为随机函数；其中，sign为符号函数；de₁＝(e₁‑e₁₀)/dt；de₂＝(e₂‑e₂₀)/dt；de₃＝(e₃‑e₃₀)/dt；其中：e₁＝x₂‑x₁；e₂＝y₂‑y₁；e₃＝z₂‑z₁；而dt为数据采样时间，e₁₀、e₂₀、e₃₀分别为前一次采样的误差值e₁、e₂、e₃；另外，还分了以下几类情况对k₁₀、k₂₀、k₃₀的调整策略进行了设计：如果e_i＞0，且de_i＜0或者e_i＜0且de_i＞0，其中i＝1,2,3，则选取第一类情况进行调节,第一类情况又分如下五种情况:首先判断：如果误差较大，且误差速率较大，则减小k_i0；其次判断：如果误差较大，而误差速率较小，则增大k_i0；再次判断：如果k_i0超过增益预设最大值，则取最大值；然后判断：如果k_i0小于增益预最小值，则取最小值；最后判断：如果以上前四种情况都不符合，则保持k_i0不变；构造通向同步规律：如果e_i＞0，且de_i＞0或者e_i＜0，且de_i＜0，其中i＝1,2,3，则选取第二类情况进行调节；第二类情况又分如下五种情况：首先判断：如果误差较大，且误差速率较大，则减小k_i0；其次判断：如果误差较大，而误差速率较小，则增大k_i0；再次判断：如果k_i0超过增益预设最大值，则取最大值；然后判断：如果k_i0小于增益预最小值，则取最小值；最后判断：如果以上前四种情况都不符合，则保持k_i0不变；构造反向同步规律：u₁＝‑k₁₂k₁₀(e₁+k_s1∫e₁dt)u₂＝‑k₂₂k₂₀(e₂+k_s2∫e₂dt)u₃＝‑k₃₂k₃₀(e₃+k_s3∫e₃dt)如果即不符合第一类情况，也不符合第二类情况，则选取第三类情况，即保持同步规律不变，无需调整，通过以上步骤，实现混沌加密通信中驱动与响应系统的同步。