【正文】 y1={b21,b22,b23……b2n}。部分截取序列如下：，只截取四個數(shù)值序列的小數(shù)部分，分別為x1=x[x]； y1=y[y]；z1=z[z]； w1=w[w]；其中[]表示取整數(shù)部分，然后通過分別定義一個閾值函數(shù)（平均值），如上（2）中所示，得到四維的超混沌二值序列。二、目前已完成任務(wù)情況(1)超混沌系統(tǒng)（四階CNN）已經(jīng)生成，系統(tǒng)的相吸引子如下圖所示：(2)生成超混沌二值序列，下面介紹幾種超混沌序列的生成方法：實數(shù)值序列 就是超混沌映射的軌跡點所形成的序列。四、存在問題噪聲干擾問題，目前對混沌同步及保密通信的研究主要集中在理想信道范圍內(nèi)進行,但在實際傳輸中,混沌信號不可避免的要受到各種干擾,而混沌信號具有類似偽隨機信號的特點,噪聲對混沌信號的干擾程度會比較大,這對混沌同步將產(chǎn)生直接的影響,而目前的大多數(shù)混沌保密通信方案無論是采用何種電路和方式,關(guān)鍵都在于同步問題,因此,從實用角度看,加入噪聲研究很有必要.信號頻率問題.目前文獻報道的混沌電路所產(chǎn)生的混沌信號的頻率較低,研究表明,當(dāng)信息信號的頻率低于混沌信號的主頻帶時,保密通信的效果較好,而當(dāng)信息信號的頻率高于混沌信號的主頻帶時,保密通信的效果較差,如何利用典型的小型化,集成化混沌電路,提高混沌信號的頻率,使系統(tǒng)能對高頻信號進行加密,是混沌保密通信走向?qū)嵱没仨毧紤]的.有限長混沌擴頻序列問題.在擴頻通信中,對混沌擴頻序列的研究,這些無限長混沌序列具有理想的自相關(guān)和互相關(guān)特性,采用有限精度的計算機,邏輯硬件,或)*+實現(xiàn)的混沌序列受有限字長的影響,不可能達到上述理想特性,對有限長的混沌擴頻序列的研究對于提高實際通信系統(tǒng)質(zhì)量有重要意義.五、主要參考文獻 1 關(guān)新平,[M].北京:國防工業(yè)出版社,2002:11～192 蔣國平,王鎖萍．細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)超混沌系統(tǒng)同步及在保密通信中的應(yīng)用[J].通信學(xué)報，2000,21(9):79～853 薛定宇,陳陽泉．基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002:53～544 程東升,[J].計算機應(yīng)用,2008,28(3):678～6795 Qiguo Yuan, Guanrong Chen. 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High rate chaos secure munication system of multiplequantumwell lasers[J].Acta Optica Sinica ,2005,25(2):99～103附錄3 附錄3燕 山 大 學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告課題名稱：超混沌序列的應(yīng)用與性能分析 學(xué)院（系）：信息科學(xué)與工程學(xué)院 年級專業(yè)：電子信息工程（2）班 學(xué)生姓名：熊礦箭 指導(dǎo)教師：田 澈 完成日期：12年5月5日 一、任務(wù)書中本階段工作目標(biāo)與任務(wù)要求（1）自學(xué)MATLAB仿真語言，設(shè)計編程，并用MATLAB對典型的超混沌系統(tǒng)（四階細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)超混沌系統(tǒng)（CNN））進行仿真，仿真出系統(tǒng)吸引子。由于混沌在信息安全中的應(yīng)用都是要利用混沌系統(tǒng)的隨機特性， 大都體現(xiàn)在通過量化后的隨機序列的性能上， 因此生成隨機序列的隨機性將直接影響到系統(tǒng)的安全性，所以混沌量化是其應(yīng)用的第一步， 也是最關(guān)鍵一步?；煦缧蛄惺且环N性能優(yōu)良的偽隨機序列，具有良好隨機性、相關(guān)性和復(fù)雜性, 對初始條件極端敏感，且來源豐富，生成方法簡單，而且通過映射函數(shù)、生成規(guī)則以及初始條件便能確定一個幾乎無法破譯的加密序列等特點，使得混沌加密受到越來越多的關(guān)注，并廣泛應(yīng)用于保密通信領(lǐng)域。3：分別采用不同的數(shù)字化手段，最后比較他們性能 、采用不同方法分析其隨機性。3：研究混沌序列的產(chǎn)生、工作原理、各類典型算法的特點及其在保密通信領(lǐng)域的應(yīng)用。自1989 年英國數(shù)學(xué)家Matthews 首次提出以Logistics 映射作為序列密鑰生成器, 將混沌系統(tǒng)用于信息加密以來, 具有一個正的Lyapunov 指數(shù)的低維混沌系統(tǒng)系列加密已得到廣泛研究應(yīng)用. 但低維混沌系統(tǒng)有著如系統(tǒng)的動力特性相對比較簡單、確定序列的參數(shù)少、密鑰簡單、安全性不高等缺陷. 近年來的研究表明, 低維混沌序列的保密性是不夠的, 要達到所要求的密碼強度, 一種有效的解決方法是采用兩個或兩個以上的大于零的Lyapunov 指數(shù)的超混沌時序?qū)π畔⒓用? 超混沌序列是一種特殊的混沌系統(tǒng), 通常具有兩個或兩個以上正的Lyapunov 指數(shù)的混沌系統(tǒng)稱為超混沌系統(tǒng). 正的Lyapunov 指數(shù)越多, 系統(tǒng)軌道不穩(wěn)定的方向越多, 系統(tǒng)的隨機性越強, 其抗破譯能力越高。爸爸媽媽，我愛你們！你們是我永遠(yuǎn)的牽掛和眷念！最后，我要感謝我的母?！嗌酱髮W(xué)，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識?？梢哉f，沒有你們就沒有我的這篇論文，也沒有我在大學(xué)最后一年的開心時光與美好經(jīng)歷。在此，我向你們致以最為真摯的謝意！首先，我要感謝在本科畢業(yè)設(shè)計期間的指導(dǎo)老師——田澈老師，從查閱資料到設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。在混沌保密通信的應(yīng)用中，如何提高系統(tǒng)的抗干擾能力等都需要進一步的研究。其中研究重點是采用了多種序列生成方法和對序列進行隨機性測試。(3) 超混沌序列隨機性分析，采用單比特測試、撲克測試、游程測試、相關(guān)性檢測、長游程測試等方法，最后得出區(qū)間采樣法生成的超混沌序列具有最好的隨機性。因此，混沌加密受到越來越多的關(guān)注，近年來被廣泛應(yīng)用于保密通信領(lǐng)域。 本章小結(jié)基于混沌的圖像加密技術(shù)是近年來才發(fā)展起來的一種加密技術(shù)，它利用了混沌系統(tǒng)所具有的優(yōu)良的密碼學(xué)特征。CNN混沌系統(tǒng)對系統(tǒng)參數(shù)和初始值高度敏感，使得算法的密鑰空間非常大，是加密者可以隨意地選擇密鑰，這樣的選擇可以使算法有著幾乎一次一密的安全特性[16]。(1)步驟1 輸入待加密灰度圖像,存放在矩陣I中，如I=imread(‘待加密圖像’)。在混沌加密系統(tǒng)中，混沌序列加密的安全保密性主要依賴于密鑰流?，F(xiàn)在用混沌系統(tǒng)代替?zhèn)坞S機序列發(fā)生器，破壞了相關(guān)分析的適應(yīng)條件，使加密算法安全性得到加強[15]。第5章 基于超混沌序列圖像加密的研究 第5章 基于超混沌序列圖像加密的研究 超混沌序列圖像加密原理圖像加密技術(shù)，通過圖像加密操作后，原來的數(shù)字圖像變?yōu)轭愃朴谛诺离S機噪聲的信息，這些信息對于不知道密鑰的網(wǎng)絡(luò)竊聽者來說是不可識別的，除非進行了有效的破譯，因而可以有效地保護圖像數(shù)據(jù)。由相關(guān)性定義可知序列的仿真圖越接近理想的函數(shù)，序列的自相關(guān)性越差，隨機性越好，因此由圖中對比可知，序列隨機性由優(yōu)至劣分別為一、二、四、五、三。black39。[a,b]=xcorr(u,39。含有周期成分信號的自相關(guān)函數(shù)在t=0時具有最大值，且在t較大時仍具有明顯周期性；而不含周期信號在t=0時也具有最大值，但在t稍大時明顯趨近于零。)。長游程測試通過39。主要的程序代碼如下：k=1。 end endend測試結(jié)果如下：表48 方法一游程測試結(jié)果游程長度123456+個數(shù)501027021073559289364表49 方法二游程測試結(jié)果游程長度123456+個數(shù)17061483996688448880表410 方法三游程測試結(jié)果游程長度123456+個數(shù)35118461848230161745表411 方法四游程測試結(jié)果游程長度123456+個數(shù)9261153271151213665表412 方法五游程測試結(jié)果游程長度123456+個數(shù)496624841246643303321通過表48至表412和表47對比，可知表412游程分布最符合標(biāo)準(zhǔn)分布，而表411的游程分布與標(biāo)準(zhǔn)游程分布相差最大，序列隨機性由優(yōu)至劣的順序為：五、一、三、二、四。 %游程加1 continue else %若序列不相等，則將游程計入v中 if(k1) v(k)=v(k)+1。然而若要嚴(yán)格通過測試，則需滿足表47。 游程測試游程測試的目的是驗證序列中各種長度的游程是否滿足隨機序列的性質(zhì)。 %劃分模式f(k)=f(k)+1。撲克測試的目的就是驗證一個序列是否滿足作為隨機序列應(yīng)滿足的各種模式出現(xiàn)的次數(shù)大致相等的性質(zhì)。 % m表示1的個數(shù)，n表示0的個數(shù)for i=1:20000 % 測試20000個序列if(u(i)==1) % 若序列值為1，m加1m=m+1。 單比特測試一個隨機序列，應(yīng)保證序列中的0和1的數(shù)目大致相等，單比特測試(頻率測試)的目的就是為了進行此項驗證。第4章 超混沌序列隨機性分析 第4章 超混沌序列隨機性分析判定序列的隨機性能好壞是一個重要的環(huán)節(jié)。第二部分主要研究了超混沌序列的生成，采用了五種序列生成方法（分位閾值法、整體閾值法、跳動閾值法、四進制法、區(qū)間采樣法）。此處只對X一維數(shù)值序列進行分析，其余類似，數(shù)值序列的小數(shù)點后一般有四位，選取十分位和百分位兩位，值在00到99之間可以用七位的二進制數(shù)表示，最后連成超混沌序列[9]。優(yōu)化后生成的部分二值序列如下：001110111011010010001100111001010111011101000000010000001000101010111011101010001100100101110111011101000100010001000000000000000111101111111011101110111011001110001110111011010101010000000100010001000000101110111010101010111011101011110011001111111100010001000000由得出的二值序列，明顯的看出，優(yōu)化后的混沌序列隨機性更高，是較為理想的混沌二值序列。 跳動閾值法閾值法一個最大的一個不足就是閾值選取后不能改變，而超混沌實數(shù)值序列的數(shù)值，由系統(tǒng)仿真可知，在閾值上或下通常有著連續(xù)的長序列。優(yōu)化方案為對數(shù)值序列先進行歸一化，只取小數(shù)部分進行閾值法量化數(shù)值序列。 (34)其中：包括x(i)的〈〉表示取x序列的千分位優(yōu)化后生成的部分二值序列如下：0101010010110111000111100100110011000011110000110111101101100000101000001011110100111000110110011000010001011101011000110100000011010001111000001110101001100111101011001010101110010100001111101101011111011011111111001010101011001111111000110110101100001011011101011優(yōu)化后生成的二值序列，由上文可以看出，0和1的隨機性有明顯的提高，下面是序列在優(yōu)化前后區(qū)間在[5000，5500]的折線圖：圖37 優(yōu)化前的序列折線圖 圖38 優(yōu)化后的序列折線圖在圖37和38中，黑線表示二值序列為1，空白的表示二值序列為0，由圖可以看出優(yōu)化后，混沌序列的隨機性明顯增強。稱為數(shù)字化的混沌序列，本畢設(shè)所要求的二值序列都由此實數(shù)值序列產(chǎn)生。圖33 xy平面吸引子圖