混沌通信領(lǐng)域?qū)τ谛畔⒈Ｃ艿姆治?/h1>
2017-03-31 04:08:47李吳博李浩亮
科學(xué)與財富 2016年30期
李吳博 李浩亮
摘要：保密技術(shù)是被軍事和世界經(jīng)濟譽為生命線的通訊技術(shù)的一個最中心的技術(shù)，在通信技術(shù)上的任意一個突破發(fā)展都一定會引起全世界的廣泛注意。自從上世紀(jì)90年代世界范圍內(nèi)的科學(xué)家在混沌同步和控制方面取得重大研究成果，它已經(jīng)逐漸成為各國的競逐點之一。到目前為止，它一共主要發(fā)展出三個主要的分類：第一，把跟它同時進行的混沌應(yīng)用到秘密的信息交通上；第二，這一類相對比較簡單，直接把混沌應(yīng)用到秘密的信息交通上；第三，應(yīng)用了一定的數(shù)學(xué)信息，采用數(shù)字代碼的形式來進行不同步的信息交通。這項技術(shù)的出現(xiàn)為世界保密局做出了巨大的貢獻，并且在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了混沌調(diào)制、混沌遮掩以及混沌開關(guān)三大科研技術(shù)。這篇文章主要介紹了混沌保密技術(shù)目前在世界上的發(fā)展進展以及它的優(yōu)缺點等等狀況。
關(guān)鍵詞：混沌通信；數(shù)字編碼；生命線；混沌保密技術(shù)
一、混沌技術(shù)的發(fā)展史
在混沌技術(shù)研究開發(fā)以來，1990年可是稱得上是它的一個里程碑，混沌控制以及同步都在這一年取得了重大的突破，隨即這個信息就如同狂風(fēng)一般迅速傳遍整個世界，世界無不為之震動，并且拉開了第二次科學(xué)研究的浪潮，并逐步成為近年來世界各國競爭最為激烈的方面之一。美國、日本、英國以及加拿大等國家走在了世界的前列，而我國也相當(dāng)關(guān)心并取得了一定的成果。
自從混沌技術(shù)出現(xiàn)到現(xiàn)在為止，它取得了重大的進展突破共表現(xiàn)在以下三個方面：第一個方面，把同步的技術(shù)應(yīng)用到秘密的信息交通中；第二個方面，直接把混沌技術(shù)應(yīng)用到秘密的信息交通中；第三個方面，利用混沌技術(shù)并進行數(shù)字編寫的不同步的信息交通中。
保密技術(shù)是被軍事和世界經(jīng)濟譽為生命線的通訊技術(shù)的一個最中心的技術(shù)，在這個越來越信息化、網(wǎng)絡(luò)逐漸覆蓋全社會的時代，世界各國之間的比拼越來越像信息傾斜，誰掌握了最先進的信息技術(shù)誰就掌握了先機。由此可見，信息交通保密技術(shù)就顯得格外重要，在這方面的任何一個突破就必然會讓世界各國更加注意。信息的交通保密技術(shù)主要是研究開發(fā)信息的傳遞、存儲、顯示和獲取等，并且包含微機技術(shù)、微機軟件以及通信技術(shù)等。
就世界現(xiàn)階段而言，混沌保密技術(shù)發(fā)展一共有電路系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)以及激光系統(tǒng)等四條途徑?；煦缧畔⒔煌ㄓ泻芏嗟膬?yōu)點：有非常強的存儲功能、功率低并且安全性能高、保守秘密的能力強、所需要的成本低等。由此可見，混沌信息交流越來越適應(yīng)未來的社會的需要，因此可以預(yù)見它將成為本世紀(jì)的重點研究對象。
二、把混沌和現(xiàn)代的通信技術(shù)進行對比
科研人員經(jīng)過大量的科學(xué)實驗研究結(jié)果表明，混沌保密的信息交流要比現(xiàn)代的信息交流技術(shù)更加的適應(yīng)現(xiàn)代社會人類的需求，它并展現(xiàn)出了十分廣闊的前景。但是美中不足的是，這項技術(shù)現(xiàn)在還只是剛剛起步尚且幼嫩，不能更好的滿足人類社會的需求，所以這就需求科研人員加大研究力度盡可能快的解決混沌保密技術(shù)開發(fā)中遇到的一系列問題。例如怎樣去衡量一個系統(tǒng)的好壞，這就需要從處理的復(fù)雜程度、數(shù)據(jù)的復(fù)雜性以及存儲需求等三個方面對其進行檢測。
三、混沌技術(shù)的研究進展
混沌遮掩作為最先研究的混沌秘密的信息交流技術(shù)之一，它的主要工作原理是把混沌的信號當(dāng)作一種運載體來達到遮掩或者隱藏信號的效果。因為它的某些特性人們往往會把當(dāng)作噪聲不去關(guān)注，即使有人去關(guān)注并向從中獲取信息也是非常困難的，這樣就能達到它保守秘密的效果。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自己不是線性的，但是能在某些特殊情況下產(chǎn)生某種特定的特性。經(jīng)過大量實驗研究表明，混沌的力學(xué)完完全全具備這種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，跟生物學(xué)相類似，從神經(jīng)中的具體某個微小的分子到單個的神經(jīng)細胞再到大的神經(jīng)性的網(wǎng)絡(luò)這整個過程都是混沌的。由此可見，完全可以用神經(jīng)性的網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建混沌模型以此來達到保密信息交流的效果。
科學(xué)家還對其他類型的混沌遮掩做了大量實驗，實驗結(jié)果表明：間隔時鐘脈沖啟動的同一個步調(diào)的信息交流的系統(tǒng)不會受到比較小的信息發(fā)出的信號的局限，并且語音有較大的信號強度，還有很高的信號和噪聲。持續(xù)產(chǎn)生混沌電流的設(shè)備保持相同步調(diào)的輸出留下了原來的混沌動力系統(tǒng)的某些特征，然而產(chǎn)生數(shù)字混沌的設(shè)備依然留下了原來的系統(tǒng)噪聲的一些特性，這可以令一些針對原來系統(tǒng)的竊聽方法失效，借此達到保密的效果。原來的設(shè)備對于系統(tǒng)參數(shù)等又較低的可控性，當(dāng)使用的用戶過多時，它很難保持所必需的一致性，但是數(shù)字設(shè)備卻有非常大的不同，數(shù)字設(shè)備不僅能很好地保持它的一致性，還能在一定程度上提高它的一致性，從而提高了它的保密特性。
科學(xué)是無止境的，當(dāng)科學(xué)家在相同的步調(diào)的混沌遮掩中取得了一定的成就后就又把目光投向了不相同步調(diào)的混沌遮掩。經(jīng)過大量的實驗表明，它有非常多的優(yōu)點例如：在不依賴原來信號的前提下能更好的恢復(fù)信號；在某些特定的系統(tǒng)中，它能夠大幅度的提高信號強度從而提高它的保密性。
四、用混沌系統(tǒng)來控制電器的開關(guān)
追溯歷史，最早說出這項技術(shù)的是調(diào)制參數(shù)的用混沌來控制的開關(guān)。它的一些主要想法是：依據(jù)系統(tǒng)參數(shù)不同時吸引子也不盡相同的原理來編造相應(yīng)的信息，這樣也在不同程度上提高了信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>
五、混沌通信的發(fā)展前景
混沌信息交流的研究剛剛起步還處于幼嫩階段，但是其早就吸引了信息科學(xué)、物理學(xué)等多方部門的關(guān)注，甚至有的發(fā)達國家如美國每年投入巨大的資金和人力來進行這方面的相關(guān)研究，并且取得了相當(dāng)大的成果，已經(jīng)走在了世界的前列。
結(jié)論
在本文的最后特別要強調(diào)一點，使用時空混沌以及超混沌來完成秘密的信息交流要遠遠比普通的混沌保密性更好，除此之外還有更好的處理信息的能力以及存儲信息的超大容量等優(yōu)點。從今以后它即將成為混沌研究界的最重要的方向之一。在這個信息化的時代，無論是在人們的日常生活中還是在國家級別的軍事競賽中，它都將起到無法替代的巨大作用。
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在混沌技術(shù)研究開發(fā)以來，1990年可是稱得上是它的一個里程碑，混沌控制以及同步都在這一年取得了重大的突破，隨即這個信息就如同狂風(fēng)一般迅速傳遍整個世界，世界無不為之震動，并且拉開了第二次科學(xué)研究的浪潮，并逐步成為近年來世界各國競爭最為激烈的方面之一。美國、日本、英國以及加拿大等國家走在了世界的前列，而我國也相當(dāng)關(guān)心并取得了一定的成果。
自從混沌技術(shù)出現(xiàn)到現(xiàn)在為止，它取得了重大的進展突破共表現(xiàn)在以下三個方面：第一個方面，把同步的技術(shù)應(yīng)用到秘密的信息交通中；第二個方面，直接把混沌技術(shù)應(yīng)用到秘密的信息交通中；第三個方面，利用混沌技術(shù)并進行數(shù)字編寫的不同步的信息交通中。
保密技術(shù)是被軍事和世界經(jīng)濟譽為生命線的通訊技術(shù)的一個最中心的技術(shù)，在這個越來越信息化、網(wǎng)絡(luò)逐漸覆蓋全社會的時代，世界各國之間的比拼越來越像信息傾斜，誰掌握了最先進的信息技術(shù)誰就掌握了先機。由此可見，信息交通保密技術(shù)就顯得格外重要，在這方面的任何一個突破就必然會讓世界各國更加注意。信息的交通保密技術(shù)主要是研究開發(fā)信息的傳遞、存儲、顯示和獲取等，并且包含微機技術(shù)、微機軟件以及通信技術(shù)等。
就世界現(xiàn)階段而言，混沌保密技術(shù)發(fā)展一共有電路系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)以及激光系統(tǒng)等四條途徑?；煦缧畔⒔煌ㄓ泻芏嗟膬?yōu)點：有非常強的存儲功能、功率低并且安全性能高、保守秘密的能力強、所需要的成本低等。由此可見，混沌信息交流越來越適應(yīng)未來的社會的需要，因此可以預(yù)見它將成為本世紀(jì)的重點研究對象。
二、把混沌和現(xiàn)代的通信技術(shù)進行對比
科研人員經(jīng)過大量的科學(xué)實驗研究結(jié)果表明，混沌保密的信息交流要比現(xiàn)代的信息交流技術(shù)更加的適應(yīng)現(xiàn)代社會人類的需求，它并展現(xiàn)出了十分廣闊的前景。但是美中不足的是，這項技術(shù)現(xiàn)在還只是剛剛起步尚且幼嫩，不能更好的滿足人類社會的需求，所以這就需求科研人員加大研究力度盡可能快的解決混沌保密技術(shù)開發(fā)中遇到的一系列問題。例如怎樣去衡量一個系統(tǒng)的好壞，這就需要從處理的復(fù)雜程度、數(shù)據(jù)的復(fù)雜性以及存儲需求等三個方面對其進行檢測。
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科學(xué)是無止境的，當(dāng)科學(xué)家在相同的步調(diào)的混沌遮掩中取得了一定的成就后就又把目光投向了不相同步調(diào)的混沌遮掩。經(jīng)過大量的實驗表明，它有非常多的優(yōu)點例如：在不依賴原來信號的前提下能更好的恢復(fù)信號；在某些特定的系統(tǒng)中，它能夠大幅度的提高信號強度從而提高它的保密性。
四、用混沌系統(tǒng)來控制電器的開關(guān)
追溯歷史，最早說出這項技術(shù)的是調(diào)制參數(shù)的用混沌來控制的開關(guān)。它的一些主要想法是：依據(jù)系統(tǒng)參數(shù)不同時吸引子也不盡相同的原理來編造相應(yīng)的信息，這樣也在不同程度上提高了信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>
五、混沌通信的發(fā)展前景
混沌信息交流的研究剛剛起步還處于幼嫩階段，但是其早就吸引了信息科學(xué)、物理學(xué)等多方部門的關(guān)注，甚至有的發(fā)達國家如美國每年投入巨大的資金和人力來進行這方面的相關(guān)研究，并且取得了相當(dāng)大的成果，已經(jīng)走在了世界的前列。
結(jié)論
在本文的最后特別要強調(diào)一點，使用時空混沌以及超混沌來完成秘密的信息交流要遠遠比普通的混沌保密性更好，除此之外還有更好的處理信息的能力以及存儲信息的超大容量等優(yōu)點。從今以后它即將成為混沌研究界的最重要的方向之一。在這個信息化的時代，無論是在人們的日常生活中還是在國家級別的軍事競賽中，它都將起到無法替代的巨大作用。
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