混沌通信實驗報告范文

本文格式為Word版下載后可任意編輯和復制第第頁混沌通信實驗報告范文篇一：混沌通信試驗儀試驗操作步驟試驗一：非線性電阻的伏安特性試驗

1．試驗目的：測繪非線性電阻的伏安特性曲線

2．試驗裝置：混沌通信試驗儀。

3．試驗對象：非線性電阻模塊。

4．試驗原理框圖：

圖1非線性電阻伏安特性原理框圖

5．試驗方法：

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

其次步：連接混沌通訊試驗儀電源，打開機箱后側的電源開關。面板上的電流表應有電流顯示，電壓表也應有顯示值。

第三步：按順時針方向漸漸旋轉可調電壓源上電位器，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)，直到旋鈕順時針旋轉到頭。

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。

試驗二：混沌波形發(fā)生試驗

1．試驗目的：調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．試驗裝置：混沌通信試驗儀、數(shù)字示波器1臺、電纜連接線2根。

3．試驗原理圖：

圖3混沌波形發(fā)生試驗原理框圖

4．試驗方法：

第一步：拔除跳線J01、J02，在混沌通信試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W1上的旋鈕順時針旋轉到頭。

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儀面板上標號Q8和Q7處。打開機箱后側的電源開關。

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

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：在調試出雙吸引子圖形時，留意感覺調整電位器的可變范圍。即在某一范圍內(nèi)變化，雙吸引子都會存在。最終應當將調整電位器調整到這一范圍的中間點，這時雙吸引子最為穩(wěn)定，并易于觀看清晰。

試驗三混沌電路的同步試驗

1．試驗目的：調試并觀看混沌同步波形

2．試驗裝置：混沌通信試驗儀、雙通道示波器1臺、電纜連接線2根。

3．試驗原理圖：

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，所以看起來都雜亂無章。看不出它們的相像性。

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

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適當調整，會發(fā)覺它們的振蕩波形不僅周期特別相像，幅度也基本全都。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“信道一”。

4），“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)。

混沌單元2信號經(jīng)射隨器后，其信號特性基本可認為沒發(fā)生轉變，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：調整它的阻值可以轉變混沌單元2對混沌單元3的影響程度。

5．試驗方法：

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)試驗二的方法將混

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

調試混沌單元2時示波器接到Q5、Q6座處。

調試混沌單元3時示波器接到Q3、Q4座處。

其次步：插上“信道一”和鍵控器，鍵控器上的開關置“1”。用電纜線連接面板上的Q3和Q5到示波器上的CH1和CH2，調整示波器CH1和CH2的電壓檔位到0.5V。

第三步：細心微調混沌單元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混沌同步調整好后示波器上波外形態(tài)示意圖

這幅圖形表達的含義是：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，應盡可能的將這條線調細，但同時必需保證混沌單元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CH1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CH1和CH2分別接Q3和Q6，也應顯示混沌狀態(tài)的雙吸引子。

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

試驗四混沌鍵控試驗

1．試驗目的：用混沌電路方式傳輸鍵控信號

2．試驗裝置：混沌通信試驗儀、雙通道示波器1臺、電纜連接線2根。

3．試驗原理框圖：

圖12混沌鍵控試驗原理框圖

鍵控器說明：鍵控器主要由三個部份組成：

1）、掌握信號部份：掌握信號有三個來原。

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40mS。低電平0V，高電平5V。

C，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）、掌握信號選擇開關：開關撥到“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。

開關撥到“2”時，選擇電路自身產(chǎn)生的方波信號。

開關撥到“3”時，選擇外部輸入的數(shù)字信號。

3）、切換器：利用選擇開關送來的信號來掌握切換器的輸出選通狀態(tài)。當?shù)絹淼恼莆?/p>

信號為高電平常，選通混沌單元1，低電平選通混沌單元2。

4．試驗方法：

第一步：在混沌通信試驗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)試驗二的方法分別將混沌單元1、2和3調整到混沌狀態(tài)。

其次步：在面板上插上鍵控單元，信道一和信號處理單元。將鍵控器上的撥動開關撥到

篇二：混沌偽隨機序列的討論進展報告一、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。下面我們舉一類來詳細說明偽隨機序列：

序列α=0110100,其中0和1的個數(shù)相差1。把α看成周期為7的無限序列，左移1位得，α1=1101000，把α1也看成周期為7的無限序列。α=0110100、α1=1101000在一個周期里，α和α1的對應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－1，這個數(shù)稱為α的自相關函數(shù)在1處的值。類似地，把α左移2位，3位，…6位，可以求出α的自相關函數(shù)在2處，3處，…6處的值也等于－1。當0二、混沌密碼學討論概況

20年來穩(wěn)健進展的重要標志：

混沌保密密碼學正在邁進有用化：

試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，這些珍貴的特性與密碼的需求相全都，引起密碼學界的高度關注和重視。實際上，早在1984年就提出了混沌加密思想，以后混沌和密碼學結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，并將混沌密碼應用于信息平安與保密通信領域。隨著大規(guī)模集成電路的高速進展，計算機及可編程規(guī)律電路計算精度與運算速度的不斷提高，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有用化。

混沌分形與高性能混沌流密碼已是當今討論重要的課題：

混沌密碼討論主要包括：

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)的初始條件或結構參數(shù)，通過混沌系統(tǒng)合適的迭代次數(shù)產(chǎn)生密文。

第一種方式對應于流密碼，其次種方式對應于分組加密。由于混沌序列是簡單的偽隨機序列，它在構造簡單流密碼極具大優(yōu)勢，且在保密通信中應用這種非線性序列，結構簡單，難以分析和猜測，可以滿意網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)平安傳輸和數(shù)字保密通信等領域的廣泛需求.

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，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，用來身份識別或完整性鑒定。

混沌加密是新的有效方法與傳統(tǒng)方法結合，妙用無窮！

1976年美國學者提出的公鑰密碼體制克服了網(wǎng)絡信息系統(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?；诨煦?分形的密碼理論的研究成為當前混沌通信討論的另一個重要課題。

流密碼是單鑰加密體制中對應于分組密碼的一種重要加密技術，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，從一開頭提出便受到了廣泛的關注，并相繼制定了多種國際標準(A5/2、RC4、MUG1、SEAL、SNOW及SOBER

等)。流密碼除具有普適的對稱加密應用外，目前廣泛應用于GSM移動通信、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)的核心設計部分是偽隨機數(shù)發(fā)生器（PRNG）:它打算了一個流密碼系統(tǒng)的平安性。流密碼強度完全依靠于PRNG所生成密鑰流的隨機性和不行猜測性?；煦缋碚摰倪M展為流密碼加密供應了新思路，混沌是非線性確定性系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)在隨機行為，在抱負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，長期行為的不行猜測性，可供應巨大的密鑰空間，混沌映射的特點很好地滿意加密系統(tǒng)的要求。從而混沌偽隨機序列正蓬勃進展。

三、混沌偽隨機序列的產(chǎn)生技術與應用實例

鑒于混沌偽隨機序列良好的平安性，近些年來，混沌偽隨機序列已經(jīng)引起了討論人員的極大愛好。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，超混沌是一種特別的混沌系統(tǒng)，具有兩個或兩個以上正的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，有效避開了計算機有限精度效應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。然而對于第五類密碼，就目前而言是比較平安的，由于對混沌系統(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)生成的序列的平安性能就越強，就目前計算機的計算水平，想要破譯是相當困難的。詳細的超混沌隨機序列的產(chǎn)生算法可以見文獻【2】。

有討論者使用這樣的加密技術進行了圖像的加密，其加密效果如下：

篇三：超混沌掩蓋法保密通信一、試驗目的

1.了解保密通信的重要性；

2.把握掩蓋法實現(xiàn)信號保密的基本原理；

3.把握高階超混沌信號產(chǎn)生原理；

4.把握DSP或FPGA上詳細實現(xiàn)方法。

二、試驗原理

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，而偽隨機信號采納高階超混沌發(fā)生器產(chǎn)生并經(jīng)過非線性轉化獲得。

超混沌數(shù)學模型采納4階Matsumoto-Chua-kob