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随着信息技术的发展,信息安全成为人们关注的课题。当前信息加密的方式主要是经典算法加密。由于经典算法加密在理论上是可破译的,只用一次是安全的,量子加密和混沌加密成为新的研究热点。而量子加密产生和传都有困难,离实际还有距离,因此目前研究最多的是混沌加密方法。混沌密码由于高度随机性,不可预测性,快速衰减的关联函数和宽带特性,因而具有更好的保密性能。
目前混沌保密通信方案中大多采用简单混沌系统,而这样的系统由于密钥和算法相对简单可能被重构。为了提高系统的保密性,本文设计了将混沌振子组建成一个复杂网络的加密系统,并进行了相关理论计算。计算了复杂网络加密、解密系统的最大Lyapunov指数和保密通信系统的横向Lyapunov指数,分析了通信系统耦合同步的条件,并从时序图、频谱分析和回归映射等多方面证明了基于复杂网络的混沌密码具有更高的保密性。为进一步提高系统的保密性能,本文提出了并行算法产生混沌密码的方法,提高了混沌密码的复杂程度,并且混沌序列分布更均匀,具有更宽的带宽。
本文对基于复杂网络并行算法下的混沌保密通信系统用Matlab中的Simulink工具包进行了仿真,利用混沌同步进行信息解密,得到了与理论计算相符的结果。仿真结果表明该方案下能成功实现信息的混沌加密和混沌同步解密过程,由于混沌密码是一次性密码,因而提高了保密性能。我们的研究结果为今后的实际应用,特别是芯片设计打下了基础。