非線性現(xiàn)象在自然界中普遍存在�；煦缡欠蔷�性動力學系統(tǒng)特有的運動形式,揭示了自然界和人類社會普遍存在的復雜性。近年來,混沌系統(tǒng)在物理學、生物學、電子學、保密通信、密碼學以及信號處理與檢測等領域獲得廣泛關注與應用,具有新特性的混沌系統(tǒng)不斷提出。隨著分數(shù)階微積分研究的深入,認為分數(shù)階混沌系統(tǒng)模型可更精確描述具有內在記憶和遺傳特性的材料和過程,引起混沌學界更多關注。因此,對于不同類型混沌系統(tǒng)的特性分析、控制方法研究,以及混沌的應用研究具有理論與現(xiàn)實意義。本文采用理論分析、數(shù)值模擬和實驗相結合的方法,研究了三類高維混沌系統(tǒng)的特性、控制與同步以及基于混沌的彩色圖像加密算法,為解決混沌在保密通信領域中的選擇與實現(xiàn)、同步,以及基于混沌系統(tǒng)的加密算法等關鍵技術提供了解決思路。論文的主要研究內容和成果總結如下:(1)基于低維混沌映射構造高維混沌映射研究。為了克服低維映射軌道、初值容易被預測,不具有魯棒性等,采用多個簡單的低維混沌映射通過反饋耦合構造了一個三維復合混沌映射,并設計了一個三通道偽隨機序列生成器,采用NIST-800-22測試方案完成生成序列的隨機性測試。(2)雙曲和非雙曲平衡點共存混沌系統(tǒng)分析...

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 混沌系統(tǒng)構造研究現(xiàn)狀
    1.3 混沌控制與同步研究現(xiàn)狀
    1.4 混沌在圖像加密中應用研究現(xiàn)狀
    1.5 論文研究內容與結構安排
第二章 混沌理論及混沌偽隨機序列發(fā)生器
    2.1 混沌的定義
    2.2 混沌運動的基本特征
    2.3 混沌的分析方法
    2.4 典型混沌系統(tǒng)
        2.4.1 典型離散混沌映射
        2.4.2 典型連續(xù)混沌系統(tǒng)
    2.5 基于混沌映射的三通道偽隨機序列生成器
    2.6 本章小結
第三章 一種雙曲和非雙曲平衡點共存混沌系統(tǒng)及其控制
    3.1 一種雙曲與非雙曲平衡點共存混沌系統(tǒng)
        3.1.1 耗散性和吸引子的存在性
        3.1.2 平衡點及穩(wěn)定性
        3.1.3 相圖與混沌特性
        3.1.4 系統(tǒng)參數(shù)的影響
    3.2 混沌系統(tǒng)的拓撲馬蹄分析
        3.2.1 拓撲馬蹄理論概述
        3.2.2 混沌系統(tǒng)的拓撲馬蹄分析
    3.3 混沌系統(tǒng)的穩(wěn)定控制
        3.3.1 控制方案描述
        3.3.2 控制方案的數(shù)值驗證
    3.4 基于DSP平臺的混沌吸引子與控制方案的實現(xiàn)
    3.5 本章小結
第四章 一類魯棒分數(shù)階混沌系統(tǒng)的動力學特性分析
    4.1 分數(shù)階微積分基礎
        4.1.1 幾個重要函數(shù)定義
        4.1.2 分數(shù)階微積分的定義與性質
        4.1.3 分數(shù)階混沌系統(tǒng)的Adomian分解算法
    4.2 魯棒分數(shù)階混沌系統(tǒng)及其分析
        4.2.1 系統(tǒng)模型描述
        4.2.2 幅度調制動力學特性分析
        4.2.3 魯棒性分析
        4.2.4 位置調制動力學特性分析
        4.2.5 常數(shù)項對系統(tǒng)動力學特性的影響
    4.3 分數(shù)階混沌系統(tǒng)DSP實現(xiàn)
    4.4 本章小結
第五章 分數(shù)階混沌系統(tǒng)控制與同步
    5.1 分數(shù)階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析基礎
    5.2 分數(shù)階混沌系統(tǒng)的部分投影同步
        5.2.1 部分投影同步方案
        5.2.2 數(shù)值仿真分析
    5.3 分數(shù)階混沌系統(tǒng)的部分相位同步
        5.3.1 部分相位同步方案
        5.3.2 數(shù)值仿真分析
    5.4 分數(shù)階混沌系統(tǒng)有限時間部分投影同步
        5.4.1 分數(shù)階混沌系統(tǒng)有限時間穩(wěn)定性理論
        5.4.2 有限時間同步方案描述
        5.4.3 數(shù)值仿真分析
    5.5 本章小結
第六章 基于混沌系統(tǒng)的圖像加密應用
    6.1 密碼學基礎
    6.2 加密所用混沌系統(tǒng)
        6.2.1 復合混沌映射
        6.2.2 魯棒分數(shù)階混沌系統(tǒng)
        6.2.3 Arnold變換
    6.3 圖像加密與解密算法
        6.3.1 密鑰空間構成方案
        6.3.2 加密算法
        6.3.3 解密算法
    6.4 安全性分析
        6.4.1 密鑰空間分析
        6.4.2 直方圖分析
        6.4.3 相鄰像素之間的相關性分析
        6.4.4 差分攻擊分析
        6.4.5 密鑰敏感性分析
        6.4.6 信息熵分析
    6.5 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：3883315