混沌通信實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文

本文格式為Word版下載后可任意編輯和復(fù)制第第頁(yè)混沌通信實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文篇一：混沌通信試驗(yàn)儀試驗(yàn)操作步驟試驗(yàn)一：非線性電阻的伏安特性試驗(yàn)

1．試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)繪非線性電阻的伏安特性曲線

2．試驗(yàn)裝置：混沌通信試驗(yàn)儀。

3．試驗(yàn)對(duì)象：非線性電阻模塊。

4．試驗(yàn)原理框圖：

圖1非線性電阻伏安特性原理框圖

5．試驗(yàn)方法：

第一步：在混沌通信試驗(yàn)儀面板上插上跳線J01、J02，并將可調(diào)電壓源處電位器旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頭，在混沌單元1中插上非線性電阻NR1。

其次步：連接混沌通訊試驗(yàn)儀電源，打開(kāi)機(jī)箱后側(cè)的電源開(kāi)關(guān)。面板上的電流表應(yīng)有電流顯示，電壓表也應(yīng)有顯示值。

第三步：按順時(shí)針?lè)较驖u漸旋轉(zhuǎn)可調(diào)電壓源上電位器，并觀看混沌面板上的電壓表上的讀數(shù)，每隔0.2V記錄面板上電壓表和電流表上的讀數(shù)，直到旋鈕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頭。

第四步：以電壓為橫坐標(biāo)、電流為縱坐標(biāo)用第三步所記錄的數(shù)據(jù)繪制非線性電阻的伏安特性曲線如圖2所示。

圖2非線性電阻伏安特性曲線圖

第五步：找出曲線拐點(diǎn)，分別計(jì)算五個(gè)區(qū)間的等效電阻值。

試驗(yàn)二：混沌波形發(fā)生試驗(yàn)

1．試驗(yàn)?zāi)康模赫{(diào)整并觀看非線性電路振蕩周期分岔現(xiàn)象和混沌現(xiàn)象。

2．試驗(yàn)裝置：混沌通信試驗(yàn)儀、數(shù)字示波器1臺(tái)、電纜連接線2根。

3．試驗(yàn)原理圖：

圖3混沌波形發(fā)生試驗(yàn)原理框圖

4．試驗(yàn)方法：

第一步：拔除跳線J01、J02，在混沌通信試驗(yàn)儀面板的混沌單元1中插上電位器W1、電容C1、電容C2、非線性電阻NR1，并將電位器W1上的旋鈕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頭。

其次步：用兩根Q9線分別連接示波器的CH1和CH2端口到混沌通信試驗(yàn)儀面板上標(biāo)號(hào)Q8和Q7處。打開(kāi)機(jī)箱后側(cè)的電源開(kāi)關(guān)。

第三步：把示波器的時(shí)基檔切換到X－Y。調(diào)整示波器通道CH1和CH2的電壓檔位使示波器顯示屏上能顯示整個(gè)波形，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器W1直到示波器上的混沌波形變?yōu)橐粋€(gè)點(diǎn)，然后漸漸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)電位器W1并觀看示波器，示波器上應(yīng)當(dāng)逐次消失單周期分岔(見(jiàn)圖

4)、雙周期分岔(見(jiàn)圖5)、四周期分岔(見(jiàn)圖6)、多周期分岔(見(jiàn)圖7)、單吸引子(見(jiàn)圖8)、雙吸引子(見(jiàn)圖9)現(xiàn)象。

圖4單周期分岔

圖5雙周期分岔圖6四周期分岔

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圖7多周期分岔圖8單吸引子

圖9雙吸引子

注：在調(diào)試出雙吸引子圖形時(shí)，留意感覺(jué)調(diào)整電位器的可變范圍。即在某一范圍內(nèi)變化，雙吸引子都會(huì)存在。最終應(yīng)當(dāng)將調(diào)整電位器調(diào)整到這一范圍的中間點(diǎn)，這時(shí)雙吸引子最為穩(wěn)定，并易于觀看清晰。

試驗(yàn)三混沌電路的同步試驗(yàn)

1．試驗(yàn)?zāi)康模赫{(diào)試并觀看混沌同步波形

2．試驗(yàn)裝置：混沌通信試驗(yàn)儀、雙通道示波器1臺(tái)、電纜連接線2根。

3．試驗(yàn)原理圖：

圖10混沌同步原理框圖

4．工作原理：

1），由于混沌單元2與混沌單元3的電路參數(shù)基本全都，它們自身的振蕩周期也具有很大的相像性，只是由于它們的相位不全都，所以看起來(lái)都雜亂無(wú)章?？床怀鏊鼈兊南嘞裥?。

2），假如能讓它們的相位同步，將會(huì)發(fā)覺(jué)它們的振蕩周期特別相像。特殊是將W2和W3作

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適當(dāng)調(diào)整，會(huì)發(fā)覺(jué)它們的振蕩波形不僅周期特別相像，幅度也基本全都。整個(gè)波形具有相當(dāng)大的等同性。

3），讓它們相位同步的方法之一就是讓其中一個(gè)單元接受另一個(gè)單元的影響，受影響大，則能較快同步。受影響小，則同步較慢，或不能同步。為此，在兩個(gè)混沌單元之間加入了“信道一”。

4），“信道一”由一個(gè)射隨器和一只電位器及一個(gè)信號(hào)觀測(cè)口組成。

射隨器的作用是單向隔離，它讓前級(jí)（混沌單元2）的信號(hào)通過(guò)，再經(jīng)W4后去影響后級(jí)（混沌單元3）的工作狀態(tài)，而后級(jí)的信號(hào)卻不能影響前級(jí)的工作狀態(tài)。

混沌單元2信號(hào)經(jīng)射隨器后，其信號(hào)特性基本可認(rèn)為沒(méi)發(fā)生轉(zhuǎn)變，等于原來(lái)混沌單元2的信號(hào)。即W4左方的信號(hào)為混沌單元2的信號(hào)。右方的為混沌單元3的信號(hào)。

電位器的作用：調(diào)整它的阻值可以轉(zhuǎn)變混沌單元2對(duì)混沌單元3的影響程度。

5．試驗(yàn)方法：

第一步：插上面板上混沌單元2和混沌單元3的全部電路模塊。根據(jù)試驗(yàn)二的方法將混

沌單元2和混沌單元3分別調(diào)整到混沌狀態(tài)，即雙吸引子狀態(tài)。電位器調(diào)到保持雙吸引子狀態(tài)的中點(diǎn)。

調(diào)試混沌單元2時(shí)示波器接到Q5、Q6座處。

調(diào)試混沌單元3時(shí)示波器接到Q3、Q4座處。

其次步：插上“信道一”和鍵控器，鍵控器上的開(kāi)關(guān)置“1”。用電纜線連接面板上的Q3和Q5到示波器上的CH1和CH2，調(diào)整示波器CH1和CH2的電壓檔位到0.5V。

第三步：細(xì)心微調(diào)混沌單元2的W2和混沌單元3的W3直到示波器上顯示的波形成為過(guò)中點(diǎn)約45度的細(xì)斜線。如圖11：

圖11混沌同步調(diào)整好后示波器上波外形態(tài)示意圖

這幅圖形表達(dá)的含義是：假如兩路波形完全相等，這條線將是一條45度的特別潔凈的直線。45度表示兩路波形的幅度基本全都。線的長(zhǎng)度表達(dá)了波形的振幅，線的粗細(xì)代表兩路波形的幅度和相位在細(xì)節(jié)上的差異。所以這條線的優(yōu)劣表達(dá)出了兩路波形的同步程度。所以，應(yīng)盡可能的將這條線調(diào)細(xì)，但同時(shí)必需保證混沌單元2和混沌單元3處于混沌狀態(tài)。

第四步：用電纜線將示波器的CH1和CH2分別連接Q6和Q5，觀看示波器上是否存在混沌波形，如不存在混沌波形，調(diào)整W2使混沌單元2處于混沌狀態(tài)。再用同樣的方法檢查混沌單元3，確?；煦鐔卧?也處于混沌狀態(tài)，顯示出雙吸引子。

第五步：用電纜線連接面板上的Q3和Q5到示波器上的CH1和CH2，檢查示波器上顯示的波形為過(guò)中點(diǎn)約45度的細(xì)斜線。

將示波器的CH1和CH2分別接Q3和Q6，也應(yīng)顯示混沌狀態(tài)的雙吸引子。

第六步：在使W4盡可能大的狀況下調(diào)整W2，W3，使示波器上顯示的斜線盡可能最細(xì)。思索題：為什么要將W4盡可能調(diào)大吶？假如W4很小，或者為零，代表什么意思？會(huì)消失什么現(xiàn)象？

試驗(yàn)四混沌鍵控試驗(yàn)

1．試驗(yàn)?zāi)康模河没煦珉娐贩绞絺鬏旀I控信號(hào)

2．試驗(yàn)裝置：混沌通信試驗(yàn)儀、雙通道示波器1臺(tái)、電纜連接線2根。

3．試驗(yàn)原理框圖：

圖12混沌鍵控試驗(yàn)原理框圖

鍵控器說(shuō)明：鍵控器主要由三個(gè)部份組成：

1）、掌握信號(hào)部份：掌握信號(hào)有三個(gè)來(lái)原。

A，手動(dòng)按鍵產(chǎn)生的鍵控信號(hào)。低電平0V，高電平5V。

B，電路自身產(chǎn)生的方波信號(hào)，周期喲40mS。低電平0V，高電平5V。

C，外部輸入的數(shù)字信號(hào)。要求最高頻率小于100Hz，低電平0V，高電平5V。

2）、掌握信號(hào)選擇開(kāi)關(guān)：開(kāi)關(guān)撥到“1”時(shí)，選擇手動(dòng)按鍵產(chǎn)生的鍵控信號(hào)。按鍵不按

時(shí)輸出低電平，按下時(shí)輸出高電平。

開(kāi)關(guān)撥到“2”時(shí)，選擇電路自身產(chǎn)生的方波信號(hào)。

開(kāi)關(guān)撥到“3”時(shí)，選擇外部輸入的數(shù)字信號(hào)。

3）、切換器：利用選擇開(kāi)關(guān)送來(lái)的信號(hào)來(lái)掌握切換器的輸出選通狀態(tài)。當(dāng)?shù)絹?lái)的掌握

信號(hào)為高電平常，選通混沌單元1，低電平選通混沌單元2。

4．試驗(yàn)方法：

第一步：在混沌通信試驗(yàn)儀的面板上插上混沌單元1、2和3的全部電路模塊。根據(jù)試驗(yàn)二的方法分別將混沌單元1、2和3調(diào)整到混沌狀態(tài)。

其次步：在面板上插上鍵控單元，信道一和信號(hào)處理單元。將鍵控器上的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到

篇二：混沌偽隨機(jī)序列的討論進(jìn)展報(bào)告一、什么是混沌偽

隨機(jī)序列偽隨機(jī)序列是用函數(shù)生成隨機(jī)數(shù)，它并不真正是隨機(jī)的，只是比較近似隨機(jī)，這也是其“偽”的由來(lái)。下面我們舉一類來(lái)詳細(xì)說(shuō)明偽隨機(jī)序列：

序列α=0110100,其中0和1的個(gè)數(shù)相差1。把α看成周期為7的無(wú)限序列，左移1位得，α1=1101000，把α1也看成周期為7的無(wú)限序列。α=0110100、α1=1101000在一個(gè)周期里，α和α1的對(duì)應(yīng)位置元素相同的位置有3個(gè)，元素不同的位置有4個(gè)，它們的差等于－1，這個(gè)數(shù)稱為α的自相關(guān)函數(shù)在1處的值。類似地，把α左移2位，3位，…6位，可以求出α的自相關(guān)函數(shù)在2處，3處，…6處的值也等于－1。當(dāng)0二、混沌密碼學(xué)討論概況

20年來(lái)穩(wěn)健進(jìn)展的重要標(biāo)志：

混沌保密密碼學(xué)正在邁進(jìn)有用化：

試驗(yàn)有效驗(yàn)證了混沌系統(tǒng)的基本特性：寬譜性、對(duì)初值和系統(tǒng)參數(shù)的敏感性、有界性、遍歷性、內(nèi)隨機(jī)性、分維性、標(biāo)度性、普適性和統(tǒng)計(jì)特征等，這些珍貴的特性與密碼的需求相全都，引起密碼學(xué)界的高度關(guān)注和重視。實(shí)際上，早在1984年就提出了混沌加密思想，以后混沌和密碼學(xué)結(jié)合使混沌加密的討論不斷深化。迄今，不僅建立l數(shù)字化混沌通信，并將混沌密碼應(yīng)用于信息平安與保密通信領(lǐng)域。隨著大規(guī)模集成電路的高速進(jìn)展，計(jì)算機(jī)及可編程規(guī)律電路計(jì)算精度與運(yùn)算速度的不斷提高，已使混沌特性退化現(xiàn)象大為減弱，混沌保密體制正在走進(jìn)有用化。

混沌分形與高性能混沌流密碼已是當(dāng)今討論重要的課題：

混沌密碼討論主要包括：

1.利用單個(gè)或多個(gè)混沌系統(tǒng)產(chǎn)生偽隨機(jī)序列作為密鑰序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)原文的加密；

2.用明文或密鑰作為混沌系統(tǒng)的初始條件或結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)混沌系統(tǒng)合適的迭代次數(shù)產(chǎn)生密文。

第一種方式對(duì)應(yīng)于流密碼，其次種方式對(duì)應(yīng)于分組加密。由于混沌序列是簡(jiǎn)單的偽隨機(jī)序列，它在構(gòu)造簡(jiǎn)單流密碼極具大優(yōu)勢(shì)，且在保密通信中應(yīng)用這種非線性序列，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，難以分析和猜測(cè)，可以滿意網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)平安傳輸和數(shù)字保密通信等領(lǐng)域的廣泛需求.

混沌流密碼:

當(dāng)前主要加密方法

對(duì)稱分組密碼算法：DES和AES

公鑰分組密碼算法：RSA

序列密碼算法：流密碼，反饋移位寄存器LSFR或NLSFR

單向散列算法：不行逆Hash函數(shù)，MD5和SHA-1、-2，用來(lái)身份識(shí)別或完整性鑒定。

混沌加密是新的有效方法與傳統(tǒng)方法結(jié)合，妙用無(wú)窮！

1976年美國(guó)學(xué)者提出的公鑰密碼體制克服了網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)密鑰管理的困難,同時(shí)解決了數(shù)字簽名問(wèn)題,又可用于身份認(rèn)證?；诨煦?分形的密碼理論的研究成為當(dāng)前混沌通信討論的另一個(gè)重要課題。

流密碼是單鑰加密體制中對(duì)應(yīng)于分組密碼的一種重要加密技術(shù)，由于其軟硬件可實(shí)現(xiàn)性好、易于實(shí)現(xiàn)同步通信及加密速度快，從一開(kāi)頭提出便受到了廣泛的關(guān)注，并相繼制定了多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(A5/2、RC4、MUG1、SEAL、SNOW及SOBER

等)。流密碼除具有普適的對(duì)稱加密應(yīng)用外，目前廣泛應(yīng)用于GSM移動(dòng)通信、碼分多址通信(CDMA)、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)等通信系統(tǒng)中。流密碼系統(tǒng)的核心設(shè)計(jì)部分是偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（PRNG）:它打算了一個(gè)流密碼系統(tǒng)的平安性。流密碼強(qiáng)度完全依靠于PRNG所生成密鑰流的隨機(jī)性和不行猜測(cè)性?；煦缋碚摰倪M(jìn)展為流密碼加密供應(yīng)了新思路，混沌是非線性確定性系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)在隨機(jī)行為，在抱負(fù)條件下時(shí)序具有無(wú)限大的周期，具有類似高斯白噪聲的統(tǒng)計(jì)特性。更重要的是，混沌系統(tǒng)具有對(duì)初始值和參數(shù)極端敏感，長(zhǎng)期行為的不行猜測(cè)性，可供應(yīng)巨大的密鑰空間，混沌映射的特點(diǎn)很好地滿意加密系統(tǒng)的要求。從而混沌偽隨機(jī)序列正蓬勃進(jìn)展。

三、混沌偽隨機(jī)序列的產(chǎn)生技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例

鑒于混沌偽隨機(jī)序列良好的平安性，近些年來(lái)，混沌偽隨機(jī)序列已經(jīng)引起了討論人員的極大愛(ài)好。各種偽隨機(jī)序列產(chǎn)生算法也層出不窮，目前市面上流行的主要有下面幾類偽隨機(jī)序列：

1.基于Logistic映射產(chǎn)生混沌二值序列，然后將所得序列進(jìn)行函數(shù)運(yùn)算得到最終的偽隨機(jī)序列；

2.利用時(shí)空混沌系統(tǒng)生成實(shí)值序列，二進(jìn)制化序列的小數(shù)部分生成二值序列；

3.基于三維Liu系統(tǒng)生成混沌序列，然后對(duì)序列進(jìn)行改進(jìn)從而生成所需序列；

4.利用Logistic映射生成兩個(gè)混沌實(shí)值序列，通過(guò)比較兩序列值的大小生成二值序列；

5.最近剛剛提出的一種基于超混沌系統(tǒng)生成偽隨機(jī)序列，超混沌是一種特別的混沌系統(tǒng)，具有兩個(gè)或兩個(gè)以上正的Lyapunov指數(shù)。這是一種新的基于摻鉺光纖激光器超混沌特性的偽隨機(jī)二值序列。算法首先多位量化混沌實(shí)值生成多個(gè)二值

序列，然后對(duì)序列進(jìn)行異或運(yùn)算從而生成最終的混沌序列，有效避開(kāi)了計(jì)算機(jī)有限精度效應(yīng)引起的序列短周期問(wèn)題。

前四種方法都是使用單一低維的混沌系統(tǒng)，保密系統(tǒng)來(lái)說(shuō)并不總是平安的，而且其中有些序列已經(jīng)被勝利的分析和破譯了。然而對(duì)于第五類密碼，就目前而言是比較平安的，由于對(duì)混沌系統(tǒng)而言，正的Lyapunov指數(shù)越多，表示系統(tǒng)的軌道不穩(wěn)定的方向越多，其隨機(jī)性就越強(qiáng)，因而基于該系統(tǒng)生成的序列的平安性能就越強(qiáng)，就目前計(jì)算機(jī)的計(jì)算水平，想要破譯是相當(dāng)困難的。詳細(xì)的超混沌隨機(jī)序列的產(chǎn)生算法可以見(jiàn)文獻(xiàn)【2】。

有討論者使用這樣的加密技術(shù)進(jìn)行了圖像的加密，其加密效果如下：

篇三：超混沌掩蓋法保密通信一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解保密通信的重要性；

2.把握掩蓋法實(shí)現(xiàn)信號(hào)保密的基本原理；

3.把握高階超混沌信號(hào)產(chǎn)生原理；

4.把握DSP或FPGA上詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方法。

二、試驗(yàn)原理

掩蓋法實(shí)現(xiàn)信號(hào)保密原理就是將傳輸信號(hào)與偽隨機(jī)信號(hào)相迭加，受到放將接受到的加密信號(hào)去除偽隨機(jī)信號(hào)可恢復(fù)出原始信號(hào)，在通信過(guò)程需要保持信號(hào)同步，而偽隨機(jī)信號(hào)采納高階超混沌發(fā)生器產(chǎn)生并經(jīng)過(guò)非線性轉(zhuǎn)化獲得。

超混沌數(shù)學(xué)模型采納4階Matsumoto-Chua-kob