基于蔡氏电路的混沌保密通信研究

混沌电路时，在特定的条件下可以实现信息信号从发射机的编码到接收机的解码的全过程信息解密，即达到了两个系统的混沌同步[5]。

将蔡氏电路分成一个稳定的子系统及一个不稳定的子系统，把蔡氏电路的稳定部分作为驱动系统，然后把另外一个相同蔡氏电路的稳定部分作为响应系统。因为响应系统是稳定的而且与驱动系统完全相同，其轨迹就不受初始条件微小波动的影响，而且将与驱动系统收敛于同一轨道，实现了混沌同步。这样将驱动系统产生的混沌信号作为载波，把信息信号作为调制信号并混合在混沌信号中发射出去。在接收端，利用混沌信号的发生规则从混合信号中提取混沌载波，再经过简单的信号处理恢复出信息信号，即可实现保密通信。

构造蔡氏混沌保密通信系统原理图，如图5所示。图中发射端与接收端为相同的蔡氏混沌电路，f(t)为要传送的信息信号，与蔡氏电路驱动系统产生的混沌信号v1相加，生成传送信号S(t)。接受端将S(t)与响应系统产生的混沌信号相减得到信号。因为发射端与接收端实现了混沌同步，所以v1与基本相同。因此，信息信号f(t)与基本相同，达到了保密通信的目的。

图5混沌保密通信系统原理图

根据图5构造基于蔡氏电路的混沌保密通信系统，如图6所示。利用Multisim仿真软件对混沌保密通信系统进行仿真。

图6

分别用三角波与方波作为信息信号，仿真结果如图7所示。图7(a)与图7(b)是三角波作为信息信号的仿真结果，图7(a)上面为信息信号f(t)，下面为加密混沌载波信号v1；图7(b)上面为解密的信息信号，下面为传送的混沌信号S(t)。从图上看以看出，信息信号f(t)与传输信号S(t)完全不同，实现了加密，恢复信号与信息信号基本相同，实现了保密通信。同理，可分析方波信息信号通信过程。图7(c)与图7(d)是方波作为信息信号的仿真结果。通过仿真研究可以看出，通过蔡氏电路产生混沌信号，信息信号经该信号加密后传送，由相同结构的蔡氏电路解密，实现了通信保密的目的。 {$apge$}

图7基于蔡氏电路的混沌通信系统仿真结果

4结论

本文利用蔡氏电路构建了混沌保密通信系统，并进行了仿真研究，证实了混沌掩盖保密通信的可行性。随着信息化飞速发展，通信保密性在商业、军事以及人们的生活中越来越重要，混沌保密通信在科学研究以及实际应用中有着美好的前景。

参考文献

[1]SuttonRS,BartoAG.ReinforcementLearning:AnIntroduction[M].MA:MITPress,1998

[2]邹恩,李祥飞,张泰山.混沌与混沌应用.

[3]杨志民,马义德,张新国.现代电路理论与设计.北京：清华大学出版社,2009.

[4]王国红.一个混沌电路的特性及其在保密通信中的应用研究.西安石油大学学报,2008,23(3):76-79.

[5]杨承辉,孙邵武,张春苏.串联型罗仑兹混沌遮掩保密通信电路.北华大学学报,2007，8（5）：398-401

作者简介

张兴起（1984--），男，河北唐山，硕士研究生，主要从事港口大型电机节能控制系统的研究。■