混沌通信實驗報告范文

1、混沌通信實驗報告范文篇一：混沌通信實驗儀實驗操作步驟實驗一：非線性電阻的伏安特性實驗1. 實驗?zāi)康模簻y繪非線性電阻的伏安特性曲線2. 實驗裝置：混沌通信實驗儀。3. 實驗對象：非線性電阻模塊。4. 實驗原理框圖：圖1非線性電阻伏安特性原理框圖5. 實驗方法：第一步：在混沌通信實驗儀面板上插上跳線JOI、J02,并將 可調(diào)電壓源處電位器旋鈕逆時針旋轉(zhuǎn)到頭，在混沌單元1中插上 非線性電阻NR1。第二步：連接混沌通訊實驗儀電源，打開機箱后側(cè)的電源開 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：按順時針方向慢慢旋轉(zhuǎn)可調(diào)電壓源上電位器，并觀 察混沌面板上的電壓表上的讀數(shù)，每隔0. 2V記

2、錄面板上電壓表和 電流表上的讀數(shù)，直到旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)到頭。第四步：以電壓為橫坐標、電流為縱坐標用第三步所記錄的 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，分別計算五個區(qū)間的等效電阻值。第1頁共1頁實驗二：混沌波形發(fā)生實驗1. 實驗?zāi)康模赫{(diào)節(jié)并觀察非線性電路振蕩周期分岔現(xiàn)象和混 沌現(xiàn)象。2. 實驗裝置：混沌通信實驗儀、數(shù)字示波器1臺、電纜連接 線2根。3. 實驗原理圖：圖3混沌波形發(fā)生實驗原理框圖4. 實驗方法：第一步：拔除跳線JOI、J02,在混沌通信實驗儀面板的混沌 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

3、W1上的旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)到頭。第二步：用兩根Q9線分別連接示波器的CII1和CH2端口到混 沌通信實驗儀面板上標號Q8和Q7處。打開機箱后側(cè)的電源開 關(guān)。第三步：把示波器的時基檔切換到XY。調(diào)節(jié)示波器通道C1I1和CII2的電壓檔位使示波器顯示屏上能顯示整個波形，逆時針 旋轉(zhuǎn)電位器W1直到示波器上的混沌波形變?yōu)橐粋€點，然后慢慢順 時針旋轉(zhuǎn)電位器W1并觀察示波器，示波器上應(yīng)該逐次出現(xiàn)單周期 分岔（見圖4）、雙周期分岔（見圖5）、四周期分岔（見圖6）、多周期分岔（見圖7）、單吸引子（見圖8）、雙吸引子（見圖9）現(xiàn)象。圖4單周期分岔第1頁共1頁圖5雙周期分岔圖6四周期分岔第3頁（共9頁）圖7多周期分岔

4、圖8單吸引子圖9 ftnbsp；雙吸引子注：在調(diào)試出雙吸引子圖形時，注意感覺調(diào)節(jié)電位器的可變 范圍。即在某一范圍內(nèi)變化，雙吸引子都會存在。最終應(yīng)該將調(diào) 節(jié)電位器調(diào)節(jié)到這一范圍的中間點，這時雙吸引子最為穩(wěn)定，并 易于觀察清楚。實驗三 混沌電路的同步實驗1. 實驗?zāi)康模赫{(diào)試并觀察混沌同步波形2. 實驗裝置：混沌通信實驗儀、雙通道示波器1臺、電纜連 接線2根。3. 實驗原理圖：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)基本一致，它 們自身的振蕩周期也具有很大的相似性，只是因為它們的相位不 一致，所以看起來都雜亂無章。看不出它們的相似性。2）,如果能

5、讓它們的相位同步，將會發(fā)現(xiàn)它們的振蕩周期非 常相似。特別是將W2和W3作第4頁（共9頁）第1頁共1頁適當調(diào)整，會發(fā)現(xiàn)它們的振蕩波形不僅周期非常相似，幅度 也基本一致。整個波形具有相當大的等同性。3）,讓它們相位同步的方法之一就是讓其中一個單元接受另 一個單元的影響，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，在兩個混沌單元之間加入了 “信道O4）, “信道一”由一個射隨器和一只電位器及一個信號觀測 口組成。射隨器的作用是單向隔離，它讓前級（混沌單元2）的信號通 過，再經(jīng)W4后去影響后級（混沌單元3）的工作狀態(tài)，而后級的 信號卻不能影響前級的工作狀態(tài)?；煦鐔卧?信號經(jīng)射隨器

6、后，其信號特性基本可認為沒發(fā)生 改變，等于原來混沌單元2的信號。即W4左方的信號為混沌單元 2的信號。右方的為混沌單元3的信號。電位器的作用：調(diào)整它的阻值可以改變混沌單元2對混沌單 元3的影響程度。5. 實驗方法：第一步：插上面板上混沌單元2和混沌單元3的所有電路模 塊。按照實驗二的方法將混沌單元2和混沌單元3分別調(diào)節(jié)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。調(diào)試混沌單元2時示波器接到Q5、Q6座處。第1頁共1頁調(diào)試混沌單元3時示波器接到Q3、Q4座處。第二步：插上“信道一”和鍵控器，鍵控器上的開關(guān)置“1”。用電纜線連接面板上的Q3和Q5到示波器上的CII1和 CH2,調(diào)

7、節(jié)示波器CI11和CH2的電壓檔位到0. 5VO第三步：細心微調(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中點約45度的細斜線。如圖11：圖11  ；混沌同步調(diào)節(jié)好后示波器上波形狀態(tài)示意圖這幅圖形表達的含義是：如果兩路波形完全相等，這條線將 是一條45度的非常干凈的直線。45度表示兩路波形的幅度基本一 致。線的長度表達了波形的振幅，線的粗細代表兩路波形的幅度 和相位在細節(jié)上的差異。所以這條線的優(yōu)劣表達出了兩路波形的 同步程度。所以，應(yīng)盡可能的將這條線調(diào)細，但同時必須保證混 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CII1和CII2分別連接Q6和

8、Q5, 觀察示波器上是否存在混沌波形，如不存在混沌波形，調(diào)節(jié)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,確保 混沌單元3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CII1 和CH2,檢查示波器上顯示的波形為過中點約45度的細斜線。將示波器的CII1和CI12分別接Q3和Q6,也應(yīng)顯示混沌狀態(tài)的 雙吸引子。第1頁共1頁第六步：在使W4盡可能大的情況下調(diào)節(jié)W2, W3,使示波器上 顯示的斜線盡可能最細。思考題：為什么要將W4盡可能調(diào)大 吶？如果W4很小，或者為零，代表什么意思？會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？實驗四混沌鍵控實驗1. 實驗?zāi)康模河没煦珉娐贩绞?/p>

9、傳輸鍵控信號2. 實驗裝置：混沌通信實驗儀、雙通道示波器1臺、電纜連 接線2根。3. 實驗原理框圖：圖12  ；混沌鍵控實驗原理框圖鍵控器說明：鍵控器主要由三個部份組成：1）、控制信號部份：控制信號有三個來原。A, 手動按鍵產(chǎn)生的鍵控信號。低電平0V,高電平5V。B, 電路自身產(chǎn)生的方波信號，周期喲40mSo低電平0V,高 電平5VOC, 外部輸入的數(shù)字信號。要求最高頻率小于100Hz,低電平 0V,高電平5V。2）、控制信號選擇開關(guān)：開關(guān)撥到“1”時，選擇手動按鍵 產(chǎn)生的鍵控信號。按鍵不按時輸出低電平，按下時輸出高電平。開關(guān)撥到“2”時，選擇電路自身產(chǎn)生的方波信號。開關(guān)撥到“3”時，

10、選擇外部輸入的數(shù)字信號。第1頁共1頁3）、切換器：利用選擇開關(guān)送來的信號來控制切換器的輸 出選通狀態(tài)。當?shù)絹淼目刂菩盘枮楦唠娖綍r，選通混沌單元1,低電平選通混沌單元2。4. 實驗方法：第一步：在混沌通信實驗儀的面板上插上混沌單元1、2和3 的所有電路模塊。按照實驗二的方法分別將混沌單元1、2和3調(diào) 節(jié)到混沌狀態(tài)。第二步：在面板上插上鍵控單元，信道一和信號處理單元。 將鍵控器上的撥動開關(guān)撥到篇二：混沌偽隨機序列的研究進展報告一、什么是混沌偽隨機序列偽隨機序列是用函數(shù)生成隨機數(shù)，它并不真正是隨 機的，只是比較近似隨機，這也是其“偽”的由來。下面我們舉 一類來具體說明偽隨機序列：序列CI二01101

11、00,其中0和1的個數(shù)相差1。把（1看成周期 為7的無限序列，左移1位得，a 1 = 1101000,把a 1也看成周 期為7的無限序列。0110100. a 1=1101000在一個周期里， a和a 1的對應(yīng)位置元素相同的位置有3個，元素不同的位置有 4個，它們的差等于一1,這個數(shù)稱為a的自相關(guān)函數(shù)在1處的 值。類似地，把a左移2位，3位，6位，可以求出a的自相 關(guān)函數(shù)在2處，3處，6處的值也等于一1。當0<； s<；7 時，稱為a的自相關(guān)函數(shù)的旁瓣值。從剛才所求出的結(jié)果知道，第1頁共1頁 = 0110100的自相關(guān)函數(shù)的旁瓣值只有一個：-lo像這樣的序 列稱為偽隨機序列或擬完美序列

12、，即一個周期為V的無限序列， 如果在一個周期里，0和1的個數(shù)相差1,并且它的自相關(guān)函數(shù)的 旁瓣值只有一個：一1,則稱它為偽隨機序列或擬完美序列。的 自相關(guān)函數(shù)的旁瓣值的絕對值越大，就表明與a越像。因此如果 周期為v的序列a是一個偽隨機序列，那么a不管左移幾位（只 要不是v的倍數(shù)），得到的序列都和a很不像，這樣就很難分辨 出a是什么樣子。這說明了用偽隨機序列作為密鑰序列，是比較 安全的，這也是如今其在網(wǎng)絡(luò)安全以及通信安全中廣泛應(yīng)用的原 因。然而混沌偽隨機序列是指具有對初值有高度敏感性、長期不 可預(yù)測性和遍歷性等特行的偽隨機序列。二、混沌密碼學(xué)研究概況20年來穩(wěn)健發(fā)展的重要標志：混沌保密密碼學(xué)正在

13、邁進實用化：實驗有效驗證了混沌系統(tǒng)的基本特性：寬譜性、對初值和系 統(tǒng)參數(shù)的敏感性、有界性、遍歷性、內(nèi)隨機性、分維性、標度 性、普適性和統(tǒng)計特征等，這些寶貴的特性與密碼的需求相一 致，引起密碼學(xué)界的高度關(guān)注和重視。實際上，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)合使混沌加密的研究 不斷深入。迄今，不僅建立1數(shù)字化混沌通信，并將混沌密碼應(yīng) 用于信息安全與保密通信領(lǐng)域。隨著大規(guī)模集成電路的高速發(fā) 展，計算機及可編程邏輯電路計算精度與運算速度的不斷提高，第1頁共1頁 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實用 化?；煦绶中闻c高性能混沌流密碼已是當今研究重要的課題：混沌密碼研

14、究主要包括：1. 利用單個或多個混沌系統(tǒng)產(chǎn)生偽隨機序列作為密鑰序列， 實現(xiàn)對原文的加密；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 混沌系統(tǒng)合適的迭代次數(shù)產(chǎn)生密文。第一種方式對應(yīng)于流密碼，第二種方式對應(yīng)于分組加密。由 于混沌序列是復(fù)雜的偽隨機序列，它在構(gòu)造復(fù)雜流密碼極具大優(yōu) 勢，且在保密通信中應(yīng)用這種非線性序列，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以分析 和預(yù)測，可以滿足網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)安全傳輸和數(shù)字保密通信等領(lǐng)域的 廣泛需求.混沌流密碼：當前主要加密方法對稱分組密碼算法：DES和AES公鑰分組密碼算法：RSA序列密碼算法：流密碼，庾饋移位寄存器LSFR或NLSFR單向散列算法：不可逆Hash函數(shù)，MD5和S

15、HA-1、-2,用來 身份識別或完整性鑒定?；煦缂用苁切碌挠行Х椒ㄅc傳統(tǒng)方法結(jié)合，妙用無窮！第1頁共1頁1976年美國學(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，同時解決了數(shù)字簽名問題，又可用于身份認證。基 于混沌-分形的密碼理論的研究成為當前混沌通信研究的另一個 重要課題。流密碼是單鑰加密體制中對應(yīng)于分組密碼的一種重要加密技 術(shù)，由于其軟硬件可實現(xiàn)性好、易于實現(xiàn)同步通信及加密速度 快，從一開始提出便受到了廣泛的關(guān)注，并相繼制定了多種國際 標準（A5/2、RC4、MUG、SEAL、SNOW 及 SOBER等）。流密碼除具有普適的對稱加密應(yīng)用外，目前廣泛應(yīng)用于 GSM移動通信、碼

16、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 部分是偽隨機數(shù)發(fā)生器（PRNG）: 它決定了 一個流密碼系統(tǒng)的安全性。流密碼強度完全依賴于PRNG 所生成密鑰流的隨機性和不可預(yù)測性?；煦缋碚摰陌l(fā)展為流密碼 加密提供了新思路，混沌是非線性確定性系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)在隨機行 為，在理想條件下時序具有無限大的周期，具有類似高斯白噪聲 的統(tǒng)計特性。更重要的是，混沌系統(tǒng)具有對初始值和參數(shù)極端敏 感，長期行為的不可預(yù)測性，可提供巨大的密鑰空間，混沌映射 的特點很好地滿足加密系統(tǒng)的要求。從而混沌偽隨機序列正蓬勃 發(fā)展。三、混沌偽隨機序列的產(chǎn)生技術(shù)與應(yīng)用實例第1頁共1頁鑒于混沌偽隨機序

17、列良好的安全性，近些年來，混沌偽隨機 序列已經(jīng)引起了研究人員的極大興趣。各種偽隨機序列產(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 行函數(shù)運算得到最終的偽隨機序列；2. 利用時空混沌系統(tǒng)生成實值序列，二進制化序列的小數(shù)部 分生成二值序列；3. 基于三維Liu系統(tǒng)生成混沌序列，然后對序列進行改進從 而生成所需序列；4. 利用Logistic映射生成兩個混沌實值序列，通過比較兩序 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)生成偽隨機序列，超 混沌是一種特殊的混沌系統(tǒng)，具有兩個或兩個以上正的Lya

18、punov 指數(shù)。這是一種新的基于摻餌光纖激光器超混沌特性的偽隨機二 值序列。算法首先多位量化混沌實值生成多個二值序列，然后對序列進行異或運算從而生成最終的混沌序列， 有效避免了計算機有限精度效應(yīng)引起的序列短周期問題。前四種方法都是使用單一低維的混沌系統(tǒng)，保密系統(tǒng)來說并 不總是安全的，而且其中有些序列已經(jīng)被成功的分析和破譯了。 然而對于第五類密碼，就目前而言是比較安全的，因為對混沌系 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，其隨機性就越強，因而基于該系統(tǒng)生成的序列的安全性能第1頁共1頁 就越強，就目前計算機的計算水平，想要破譯是相當困難的。具 體的超混沌隨機序列的產(chǎn)生算法可以見文獻【2】。有研究者使用這樣的加密技術(shù)進行了圖像的加密，其加密效 果如下：篇三：超混沌掩蓋法保密通信一、實驗?zāi)康?. 了解保密通信的重要性；2. 掌握掩蓋法實現(xiàn)信號保密的基本原理；3. 掌握髙階超混沌信號產(chǎn)生原理；4. 掌握DSP或FPGA上具體實現(xiàn)方法。二、實驗原理掩蓋法實現(xiàn)信號保密原理就是將傳輸信號與偽隨機信號相迭 加，受到放將接受到的加密信號去除偽隨機信號可恢復(fù)出原始信 號，在通信過程需要保持信號同步，而偽隨機信號采用髙階超混 沌發(fā)生器產(chǎn)生并經(jīng)過非線性轉(zhuǎn)化獲得。超混沌數(shù)學(xué)模