[发明专利]混沌保密通信系统中数字混沌密码的产生方法

摘要

混沌保密通信系统中数字混沌密码的产生方法，数字混沌保密通信系统包括1）、信息发送端A和信息接收端B进行通信的信道，2）、与信道连接的用于产生混沌数字数码的数字混沌网络，从该数字混沌网络所产生的数码中按选取一定长度的混沌数码经混沌编码的密码生成函数g₁转变成混沌密码k₁(t)，k₁(t)=g₁(X,p)；收发两复杂混沌网络采用完全相同的方法进行计算以获得混沌同步数字数码；用如下方法通过混沌密码生成及明文的混沌加密或解密模块从数字混沌网络产生或解密混沌密码：密码k₁的长度是一位至多位，从混沌网络产生的混沌数码中按随机或规则方式选取一定数量p的数码构造密码k₁=g₁[X,p]，p≤q；对复杂网络所产生的所有原始数码作一系列函数b_i运算产生一。

主权项

混沌保密通信系统中数字混沌密码的产生方法，其特征是包括如下步骤：1)信息发送端A和信息接收端B具有进行通信的信道，信道含数字复接器、调制器、解调器、数字分接器及数字信号处理器；2)与信道连接的用于产生混沌数码的数字混沌网络，从该数字混沌网络所产生的数码中选取一定长度的混沌数码，经混沌编码的密码生成函数g₁转变成混沌密码k₁(t)，k₁(t)＝g₁(X,p)，其中X为数字混沌网络所产生的数字混沌数码，p为t时刻从数字混沌网络所选混沌数码长度；信息发送端A将要在信道中传输的数字信息M(t)由混沌密码k₁(t)经加密函数F_i加密变成密文C(t)在所述信道中传输：C(t)＝F_i[M(t),k₁(t)]；信息发送端A和接收端B各有数字混沌网络，分别用于混沌加密和混沌解密，一方的加密或解密密码由不同混沌网络产生；加密函数F_i(i＝1,2)满足F_iF_i^‑1＝I；数字信息M(t)由混沌密码经加密函数F_i运算加密的密文C(t)经信道传输到接收端B后经解密函数F_i^‑1运算利用混沌同步解密获得传送数字信息M(t)；对远距离通信，接收信息进行信息处理；信息接收端B从所述信道中接收到密文C(t)，然后将密文C(t)由信息接收端B混沌密码k′₁(t)经信息接收端B混沌解密函数F_i^‑1解密：M′(t)＝F^‑1_i[C(t),k′₁(t)]＝M(t)信息接收端B混沌密码k′₁(t)由信息接收端数字混沌网络的混沌密码产生系统产生，该混沌密码产生系统由产生数码并与所述信道相连的数字混沌网络及密码生成函数g₁构成，g₁将与发送端相同的方式从数字混沌网络选取的数码变成混沌密码：k′₁(t‑τ)＝g₁[Y(t‑τ),p]其中Y为信息接收端混沌网络所产生的数字数码，p为t时刻从数字混沌网络所选混沌数码长度；且信息接收端的混沌密码k′₁与信息发送端的混沌密码k₁混沌同步：$\underset{t\→\mathrm{\∞}}{\lim }\[k_1^{\′}(t-\mathrm{\τ})-k_1\left(t\right)\]\→0$信息发送端A与所述信道相连的数字混沌网络与信息接收端B与所述信道相连的数字混沌网络具有如下特征：1)具有相同的拓扑和动力学结构，受共同信号驱动且二者处于混沌同步态，保证二网络斑图混沌动力学同步的条件下，数字混沌网络包括复杂混沌网络，复杂混沌网络是任意拓扑结构，包括正规网络，随机网络，小世界网络，标度自由网络和模块网络；2)信息发送端A用于产生混沌数字数码的复杂混沌网络动力学方程由微分动力学方程描写、由迭代动力学方程描写或由微分动力学方程和迭代动力学方程共同描写；收发两复杂混沌网络采用完全相同的方法进行计算以获得混沌同步数字数码；通过混沌密码生成及明文的混沌加密或解密模块从数字混沌网络产生或解密混沌密码：(1)混沌密码k₁(t)的长度是一位至多位，数字网络所产生的所有原始数码B共有Nq个,其中N是复杂混沌网络方程的项数，q是方程变量数字化的位数；若只利用原始数码，则混沌密码k₁(t)最长为k₁(t)＝Nq；一般情况下，从混沌网络产生的混沌数码中按随机或规则方式选取一定数量p的数码构造密码k₁(t)＝g₁[X,p]，p≤q；(2)对复杂网络所产生的所有原始数码作一系列函数b_i运算产生一系列新的数字函数，b₁(X,p₁),b₂(X,p₂),…,b_m(X,p_m)，其中b_i是多项式函数，然后从这一系列数字函数中按随机方式选取数码通过函数g₁构造密码:k₁(t)＝g₁[b₁(X,p₁),b₂(X,p₂),…b_m(X,p_m)，p]，其中g₁是随机、或规则编码函数；(3)混沌密码k₁(t)也由复杂混沌网络所生成的数码B的函数F(B)生成：k₁(t)＝g₁[F(B)]；(4)产生的混沌密码要符合噪声分布，密码功率谱要掩盖信息的功率谱；(5)在信息接收端，解密端的混沌密码k′₁(t)的产生方式与信息发送端的混沌密码k₁(t)的产生方式相同；(6)从数字复杂网络或其函数组选取数码是指数码选择器连续不断的选取数码以产生密码。