关于混沌通信中的通信安全的分析与研究

于彦峰+姜超

摘 要：本文对于混沌通信的通信安全进行了分析研究，对于当下面临的问题进行了、相关技术和研究方向进行了讨论。对于该领域的将来的发展方向进行了展望，主要包括噪声问题、多目标通信、密码的混沌流、混沌在互联网的应用等等。

关键词：通信安全；发展趋势；混沌通信

1 混沌通信的发展历史

一九九零年世界上的与混沌通信的研究取得了极大的进展，代表为控制方法和同步法以及相关的实验也取得了成果。美国用电路将混沌同步实现了还提出了相关的信息的保密业务以及信息的处理方法。这成为国际上对于混沌学研究的又一大突破，二十年来，与混沌通信有关的刊物不断出版，从不同的方面对于通信混沌进行了研究和论述，使其成为一门重要的科学学科，其中的许多著作对于后世的研究和发展都具有深厚的指导意义。近二十年来，混沌通信取得了长足的发展，其中更甚者不乏发达国家对于混沌通信保密工作的进一步研究计划，并且取得了重大成果。其中尤以美国和欧盟为重，我国对于相关技术的研究主要是从上世纪九十年代开始就对国外的研究技术进行跟踪，虽然我国在相关的基金上是有所投入的，但是同其他国家相比我国的投入仍然不够，可喜的是也取得了一定的研究成果。

混沌通信长足发展的另一方面则是九八年对于混沌通信学科理论在学术界的重要地位；还有一个方面则是国际上对于混沌通信的相关刊物的刊登对于后世有深刻的指导意义；还有就是混沌通信的保密工作相关的专利增加。

2 混沌通信的数字化进程

到现在为止，混沌通信和数字化通信的结合已经成为新的研究领域，由于当下数字通信具有易于加密、集成的大规模和强能力的抗干扰优点，导致了最终的混沌通信会被数字通信所取代，为了通信的稳健长足的发展，最好的解决方法就是将两者相结合，已达到取两者的优点去两者的缺点，实现它们的优势互补。这也就需要我们研究混沌数字化技术，使用它来实现数字化通信和混沌通信的结合。经过事实证明，这种结合的通信最后也可以保持两者的优点。例如对于最初值的高度的敏感、序列的混沌貌似随机性等等特点，除此之外还保持了密码学所需要的特点。

当下的混沌通信主要有无线和有线两种通信，其中有线的方式是在理想的信道中进行信号传送，在混沌通信的基础上比较容易实现，与之相比无线的方式则比较难以实现。无线的数字通信和模拟通信组成了完整的无线通信，在混沌电路基础之上的保密系统是以同步技术为主要核心的，关键则是数字混沌的相关序列的产生、接收和传输双方的同步技术、对于群同步的利用以及混沌的信号的编码等方式来实现对于原信号的恢复。

当下两者结合最大的问题是混沌的数字化之后特性变异、短周期、轨道的退化分布和不在预想中的特性；其次就是与加密有关的各种技术，在当下面临的缺乏标准问题；最后就是面临的测度问题和加密所需要的特殊算法。

3 混沌通信的超时空

混沌通信的高维时空保密是当下存在的又一个研究方向，并且拥有很多的门类和模型。最近产生的神经细胞的网络混沌通信可能被用于空间的信息处理之中。比如在国防领域中对于卫星、无人机、飞艇的应用。又因为该系统的混沌力学的相关特性的不可预测性和复杂的随机性会影响多址和保密通信。所以利用该技术可以将通信系统的抗攻击和抗干扰能力提高。

4 混沌的通信应用的频分复用技术

当下各國多采用时分复用、频分复用以及波分复用等技术相结合的方式来满足各国信息对于保密技术的高要求。就现在的情况而言，主要是用混沌的加密技术来实现混沌通信的保密工作，在以收发的硬件参数作为保密的密钥为基础之上来实现相关的保密工作。这种情况的保密工作适用于低误码率、长距离的信息传输。可是计算机的计算能力的提高使得加密过程的数字解码面临更大的挑战。在种种情况下可以使用用半导体制成的激光器来改善相关的不足。

5 关于通信中的噪声

在混沌通信中，假如仅仅从噪声的方面考虑，在混沌通信上的噪声是不如传统通信的噪声的。为了实现国防的安全例如对于陆海空的监视等，需要通信系统拥有较高的保密性能、抗干扰能力和抗攻击能力，而且要求在设备的终端拥有好的抗多址性能、远近效应等等。因此就会用到在混沌内的根据宽谱完成多址接入和扩频。需要考虑到在对于混沌特性加以运用的情况下实现通信系统的可靠性和有效性。

6 混沌保密密码的高性能

现下存在的流密码是一种单一的钥匙加密体系中对于分组密码中的加密技术，其软件具有加密速度快、同步通信容易实现好可实现性能好等优点，因此一经出现就备受广大用户的关注，并在此基础上制定了各种国际标准，现在已经被广泛的应用。

7 混沌通信的宽带无线技术

现下的通信由于其数字化、智能化和宽带化的演进，逐步实现了由内容的单一传输向多媒体传输的进化，传输速率也随之增加，与此同时通信面临的安全问题也随之增加。因此，现在各国都在研究相应的保密技术和加密方法来保证通信过程的安全。各种方法中必须要明白的是传统的加密方法与现在要说的通过密钥控制的数据加密方法具有本质上的不同，传统方法就是将数据加密过后仍然为数据，而数据加密的方法将数据加密后其有可能变成符号，不再单单的只是数据。

8 与互联网相关的混沌通信

近年来对于互联网的研究也随之升温，对其的研究不仅仅包括与网络相关的理论，还包括混沌科学。混沌理论可以用于处理传输操作和数据资源的业务竞争的不相关的作用以及流量相关的统计特性，揭示网络和业务之间更进一步的联系。

9 混沌通信专利

国际上对于混沌应用的专利现已达到四百项之多，我国在这上面的应用也很多。混沌的应用领域极其广泛，包括了工业、农业、国防以及医疗等等。近二十年来，混沌在网络的安全和保密通信方面的应用已经投入，在其他的领域也是极为广泛。和混沌相关领域的研究，只要更加重视和努力，必定会取得更令人满意的成果。

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作者简介

于彦峰（1980-），男，汉族，河南郑州人，讲师，郑州铁路职业技术学院，电子与信息技术，研究方向：信息及通信技术。