混沌及其信息安全應(yīng)用

目錄
第1章緒論
1.1線性、非線性與混沌
1.2混沌研究歷程
1.3混沌發(fā)展中的重要人物與趣事
1.4混沌的定義與特征
1.5混沌同步方法研究綜述
1.5.1現(xiàn)有混沌同步方法及其特點(diǎn)
1.5.2其他同步方法與問題
1.6混沌在信息安全中的應(yīng)用研究綜述
1.6.1混沌模擬通信
1.6.2混沌數(shù)字通信
1.6.3基于混沌序列的加密通信
1.7混沌研究方法與主要研究內(nèi)容
思考題
參考文獻(xiàn)
第2章非線性系統(tǒng)的混沌特性分析方法
2.1相軌線(相圖)分析法
2.2自功率譜分析法
2.3Poincaré截面法
2.4Lyapunov特征指數(shù)法
2.4.1Lyapunov指數(shù)的定義
2.4.2Lyapunov指數(shù)譜
2.4.3Lyapunov指數(shù)的物理意義
2.4.4條件Lyapunov指數(shù)
2.5分?jǐn)?shù)維分析法
2.601測試法
2.6.101測試算法
2.6.2改進(jìn)的01測試算法
2.6.301測試法應(yīng)用
2.7分頻采樣法
2.8贗相空間法
2.9復(fù)雜度測度法
2.9.1譜熵復(fù)雜度算法
2.9.2C0復(fù)雜度算法
2.9.3排列熵算法
2.9.4網(wǎng)絡(luò)排列熵算法
2.10SALI算法
思考題
參考文獻(xiàn)
第3章典型混沌動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)
3.1離散混沌映射系統(tǒng)
3.1.1Logistic映射
3.1.2Tent映射
3.1.3Hénon映射
3.1.4TDERCS映射
3.2連續(xù)混沌系統(tǒng)
3.2.1Duffing振子
3.2.2van der Pol振子
3.2.3Lorenz系統(tǒng)
3.2.4Rssler系統(tǒng)
3.2.5蔡氏電路
3.2.6Chen系統(tǒng)
3.2.7Lü系統(tǒng)
3.2.8統(tǒng)一混沌系統(tǒng)
3.2.9簡化Lorenz系統(tǒng)
3.2.10新混沌系統(tǒng)的建議標(biāo)準(zhǔn)
3.3超混沌系統(tǒng)
3.3.1Rssler超混沌系統(tǒng)
3.3.2Chen超混沌系統(tǒng)
3.3.3折疊毛巾超混沌映射
3.3.42DSIMM超混沌映射
思考題
參考文獻(xiàn)
第4章混沌系統(tǒng)的同步原理與方法
4.1混沌同步定義
4.2混沌同步系統(tǒng)的性能指標(biāo)
4.3反饋同步控制原理與性能
4.3.1連續(xù)混沌系統(tǒng)的多變量驅(qū)動(dòng)反饋同步
4.3.2離散混沌系統(tǒng)的線性和非線性反饋同步
4.4基于PecoraCarroll同步判據(jù)的參數(shù)自適應(yīng)同步
4.4.1自適應(yīng)同步原理
4.4.2控制律與控制參數(shù)的選擇
4.4.3控制常數(shù)邊界與范圍的確定
4.4.4系統(tǒng)仿真與結(jié)果討論
4.5基于Lyapunov穩(wěn)定性理論的自適應(yīng)同步
4.5.1確定參數(shù)的自適應(yīng)同步
4.5.2不確定參數(shù)的自適應(yīng)同步
4.6間歇反饋同步
4.6.1不同系統(tǒng)間的間歇同步
4.6.2同步仿真與性能分析
4.7基于狀態(tài)觀測器方法的混沌同步
4.7.1狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)原理
4.7.2統(tǒng)一混沌系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)
4.7.3仿真與結(jié)果討論
4.8混沌觀測器同步
4.8.1混沌觀測器設(shè)計(jì)原理
4.8.2統(tǒng)一混沌系統(tǒng)的混沌觀測器設(shè)計(jì)
4.8.3同步仿真與性能分析
4.9投影同步
4.9.1比例投影同步原理與仿真
4.9.2函數(shù)投影同步原理與仿真
4.9.3自適應(yīng)函數(shù)投影同步與仿真
4.10分?jǐn)?shù)階時(shí)延Lorenz混沌系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)同步
4.10.1分?jǐn)?shù)階時(shí)延混沌系統(tǒng)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)同步算法
4.10.2分?jǐn)?shù)階時(shí)延Lorenz混沌系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)同步求解
4.10.3分?jǐn)?shù)階時(shí)延Lorenz混沌系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)同步仿真
4.11混沌同步存在的問題與研究熱點(diǎn)
思考題
參考文獻(xiàn)
第5章基于混沌同步的保密通信技術(shù)
5.1混沌掩蓋通信
5.2混沌鍵控通信
5.2.1COOK
5.2.2CSK
5.2.3DCSK
5.2.4FMDCSK
5.2.5QCSK
5.3混沌調(diào)制通信
5.4混沌擴(kuò)頻通信
5.4.1混沌直接序列擴(kuò)頻通信原理
5.4.2混沌擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生
5.4.3多用戶混沌擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真模塊設(shè)計(jì)
5.4.4基于Rake接收的多用戶混沌擴(kuò)頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真
5.4.5基于Rake接收的多用戶混沌擴(kuò)頻系統(tǒng)的性能分析
思考題
參考文獻(xiàn)
第6章基于混沌序列的信息加密技術(shù)
6.1混沌密碼學(xué)
6.1.1傳統(tǒng)密碼體制
6.1.2混沌密碼與傳統(tǒng)密碼的關(guān)系
6.1.3混沌序列加密原理
6.2基于混沌序列的信息加密算法
6.2.1混沌加密算法的基本要求
6.2.2Logistic混沌系統(tǒng)及其統(tǒng)計(jì)特性
6.2.3混沌序列加密模型與算法
6.2.4基于混沌序列的數(shù)據(jù)加密算法實(shí)現(xiàn)
6.2.5系統(tǒng)調(diào)試與性能分析
6.3基于混沌映射的二值水印圖像加密算法
6.3.1混沌偽隨機(jī)序列發(fā)生器的改進(jìn)
6.3.2基于TDERCS混沌映射的二值水印圖像加密算法
6.3.3加密算法的性能分析
6.4基于混沌映射和小波變換的彩色圖像水印算法
6.4.1小波變換算法及其應(yīng)用
6.4.2水印嵌入與提取算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
6.4.3數(shù)值仿真與性能分析
思考題
參考文獻(xiàn)
第7章混沌圖像加密算法原理與設(shè)計(jì)
7.1混沌圖像加密理論基礎(chǔ)
7.1.1混沌圖像加密算法基本原理
7.1.2混沌系統(tǒng)的選擇
7.1.3圖像加密算法的性能評(píng)估
7.2基于循環(huán)移位的混沌圖像快速加密算法
7.2.1圖像加解密算法設(shè)計(jì)
7.2.2安全性與時(shí)間復(fù)雜度分析
7.2.3彩色圖像拓展算法及其性能分析
7.3基于DNA和混沌的圖像加密算法
7.3.1DNA運(yùn)算規(guī)則
7.3.2DNA加密算法設(shè)計(jì)
7.3.3圖像加解密實(shí)驗(yàn)結(jié)果
7.4基于位水平的混沌圖像加密算法
7.4.1圖像加解密算法設(shè)計(jì)
7.4.2算法的安全性分析
7.4.3算法的位水平方面分析
7.4.4計(jì)算復(fù)雜度分析
7.5基于混沌和壓縮感知的圖像加密算法
7.5.1圖像壓縮與加密算法
7.5.2算法壓縮性能分析
7.5.3算法安全性分析
7.5.4算法實(shí)用性分析
思考題
參考文獻(xiàn)
第8章音視頻混沌加密通信技術(shù)
8.1實(shí)時(shí)語音加密通信原理
8.1.1數(shù)字加密通信系統(tǒng)原理
8.1.2實(shí)時(shí)語音加密通信系統(tǒng)
8.1.3密碼同步技術(shù)
8.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流加密算法
8.2.13DES加密算法
8.2.23DES與混沌映射相結(jié)合的加密算法
8.2.3網(wǎng)絡(luò)同步方法研究
8.2.4實(shí)時(shí)語音加密通信系統(tǒng)的安全性能分析
8.3實(shí)時(shí)語音加密通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
8.3.1實(shí)時(shí)語音加密通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
8.3.2實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
8.3.3基于自適應(yīng)通信環(huán)境的RTP實(shí)現(xiàn)
8.3.4系統(tǒng)調(diào)試與性能測試
8.4基于混沌序列的MPEG視頻加密算法
8.4.1混沌加密系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
8.4.2MPEG視頻數(shù)據(jù)加密原理與步驟
8.4.3基于混沌的流密碼設(shè)計(jì)
8.4.4基于混沌的置亂算法設(shè)計(jì)
8.4.5加密實(shí)驗(yàn)與效果分析
8.4.6MPEG視頻加密系統(tǒng)性能分析
8.5基于混沌的H.264視頻加密算法
8.5.1基于TDERCS的混沌流密碼的構(gòu)造
8.5.2H.264視頻加密方案
8.5.3視頻加密性能分析
思考題
參考文獻(xiàn)
第9章分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)的分析與仿真
9.1分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
9.2分?jǐn)?shù)階微積分定義及其物理意義
9.3分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)的求解方法
9.3.1分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)的頻域近似求解方法
9.3.2分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)的時(shí)域近似求解方法
9.4分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)仿真方法
9.4.1分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真方法
9.4.2分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)電路仿真方法
9.4.3分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)數(shù)值仿真方法
9.4.4仿真方法對(duì)比與特點(diǎn)分析
9.5基于頻域法的分?jǐn)?shù)階統(tǒng)一系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析
9.5.1分?jǐn)?shù)階統(tǒng)一混沌系統(tǒng)模型
9.5.2分?jǐn)?shù)階統(tǒng)一混沌系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真
9.5.3參數(shù)固定時(shí)分?jǐn)?shù)階統(tǒng)一系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性
9.5.4參數(shù)變化時(shí)分?jǐn)?shù)階統(tǒng)一系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性分析
9.6基于時(shí)域法的分?jǐn)?shù)階非耗散Lorenz系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性
9.6.1分?jǐn)?shù)階非耗散Lorenz系統(tǒng)模型
9.6.2分?jǐn)?shù)階非耗散Lorenz系統(tǒng)的混沌特性
9.6.3系統(tǒng)控制參數(shù)R不同時(shí)的分岔特性分析
9.6.4分?jǐn)?shù)階階數(shù)不同時(shí)的分岔特性
9.6.5方程微分階數(shù)不同時(shí)的分岔特性
思考題
參考文獻(xiàn)
第10章混沌系統(tǒng)的仿真與電路實(shí)現(xiàn)
10.1混沌系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真
10.1.1Simulink動(dòng)態(tài)仿真步驟
10.1.2仿真結(jié)果分析與性能改善
10.2混沌系統(tǒng)的電路仿真
10.3混沌模擬電路設(shè)計(jì)
10.3.1混沌模擬電路設(shè)計(jì)步驟
10.3.2混沌電路模塊化設(shè)計(jì)
10.3.3混沌電路的基本組成及元器件選型
10.4混沌電路的改進(jìn)型模塊化設(shè)計(jì)
10.4.1基于OA器件的多渦卷Jerk電路設(shè)計(jì)
10.4.2基于CC器件的多渦卷Jerk電路設(shè)計(jì)
10.4.3多渦卷Jerk電路實(shí)現(xiàn)
10.5混沌系統(tǒng)的DSP設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
10.5.1混沌系統(tǒng)的DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
10.5.2整數(shù)階混沌系統(tǒng)的DSP實(shí)現(xiàn)
10.5.3分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)的DSP實(shí)現(xiàn)
10.5.4離散混沌系統(tǒng)的DSP實(shí)現(xiàn)
10.6混沌系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
10.6.1電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
10.6.2分?jǐn)?shù)階簡化Lorenz系統(tǒng)混沌信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)
10.6.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
思考題
參考文獻(xiàn)
附錄A混沌及其應(yīng)用研究領(lǐng)域的主要學(xué)術(shù)期刊
附錄B混沌特性分析MATLAB源程序