混沌通信领域对于信息保密的分析

李吴博　李浩亮

摘要：保密技术是被军事和世界经济誉为生命线的通讯技术的一个最中心的技术，在通信技术上的任意一个突破发展都一定会引起全世界的广泛注意。自从上世纪90年代世界范围内的科学家在混沌同步和控制方面取得重大研究成果，它已经逐渐成为各国的竞逐点之一。到目前为止，它一共主要发展出三个主要的分类：第一，把跟它同时进行的混沌应用到秘密的信息交通上；第二，这一类相对比较简单，直接把混沌应用到秘密的信息交通上；第三，应用了一定的数学信息，采用数字代码的形式来进行不同步的信息交通。这项技术的出现为世界保密局做出了巨大的贡献，并且在此基础上开发出了混沌调制、混沌遮掩以及混沌开关三大科研技术。这篇文章主要介绍了混沌保密技术目前在世界上的发展进展以及它的优缺点等等状况。

关键词：混沌通信；数字编码；生命线；混沌保密技术

一、混沌技术的发展史

在混沌技术研究开发以来，1990年可是称得上是它的一个里程碑，混沌控制以及同步都在这一年取得了重大的突破，随即这个信息就如同狂风一般迅速传遍整个世界，世界无不为之震动，并且拉开了第二次科学研究的浪潮，并逐步成为近年来世界各国竞争最为激烈的方面之一。美国、日本、英国以及加拿大等国家走在了世界的前列，而我国也相当关心并取得了一定的成果。

自从混沌技术出现到现在为止，它取得了重大的进展突破共表现在以下三个方面：第一个方面，把同步的技术应用到秘密的信息交通中；第二个方面，直接把混沌技术应用到秘密的信息交通中；第三个方面，利用混沌技术并进行数字编写的不同步的信息交通中。

保密技术是被军事和世界经济誉为生命线的通讯技术的一个最中心的技术，在这个越来越信息化、网络逐渐覆盖全社会的时代，世界各国之间的比拼越来越像信息倾斜，谁掌握了最先进的信息技术谁就掌握了先机。由此可见，信息交通保密技术就显得格外重要，在这方面的任何一个突破就必然会让世界各国更加注意。信息的交通保密技术主要是研究开发信息的传递、存储、显示和获取等，并且包含微机技术、微机软件以及通信技术等。

就世界现阶段而言，混沌保密技术发展一共有电路系统、神经系统、计算机系统以及激光系统等四条途径。混沌信息交通有很多的优点：有非常强的存储功能、功率低并且安全性能高、保守秘密的能力强、所需要的成本低等。由此可见，混沌信息交流越来越适应未来的社会的需要，因此可以预见它将成为本世纪的重点研究对象。

二、把混沌和现代的通信技术进行对比

科研人员经过大量的科学实验研究结果表明，混沌保密的信息交流要比现代的信息交流技术更加的适应现代社会人类的需求，它并展现出了十分广阔的前景。但是美中不足的是，这项技术现在还只是刚刚起步尚且幼嫩，不能更好的满足人类社会的需求，所以这就需求科研人员加大研究力度尽可能快的解决混沌保密技术开发中遇到的一系列问题。例如怎样去衡量一个系统的好坏，这就需要从处理的复杂程度、数据的复杂性以及存储需求等三个方面对其进行检测。

三、混沌技术的研究进展

混沌遮掩作为最先研究的混沌秘密的信息交流技术之一，它的主要工作原理是把混沌的信号当作一种运载体来达到遮掩或者隐藏信号的效果。因为它的某些特性人们往往会把当作噪声不去关注，即使有人去关注并向从中获取信息也是非常困难的，这样就能达到它保守秘密的效果。

神经网络自己不是线性的，但是能在某些特殊情况下产生某种特定的特性。经过大量实验研究表明，混沌的力学完完全全具备这种网络的结构，跟生物学相类似，从神经中的具体某个微小的分子到单个的神经细胞再到大的神经性的网络这整个过程都是混沌的。由此可见，完全可以用神经性的网络来构建混沌模型以此来达到保密信息交流的效果。

科学家还对其他类型的混沌遮掩做了大量实验，实验结果表明：间隔时钟脉冲启动的同一个步调的信息交流的系统不会受到比较小的信息发出的信号的局限，并且语音有较大的信号强度，还有很高的信号和噪声。持续产生混沌电流的设备保持相同步调的输出留下了原来的混沌动力系统的某些特征，然而产生数字混沌的设备依然留下了原来的系统噪声的一些特性，这可以令一些针对原来系统的窃听方法失效，借此达到保密的效果。原来的设备对于系统参数等又较低的可控性，当使用的用户过多时，它很难保持所必需的一致性，但是数字设备却有非常大的不同，数字设备不仅能很好地保持它的一致性，还能在一定程度上提高它的一致性，从而提高了它的保密特性。

科學是无止境的，当科学家在相同的步调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调的混沌遮掩。经过大量的实验表明，它有非常多的优点例如：在不依赖原来信号的前提下能更好的恢复信号；在某些特定的系统中，它能够大幅度的提高信号强度从而提高它的保密性。

四、用混沌系统来控制电器的开关

追溯历史，最早说出这项技术的是调制参数的用混沌来控制的开关。它的一些主要想法是：依据系统参数不同时吸引子也不尽相同的原理来编造相应的信息，这样也在不同程度上提高了信息传输的安全性。

五、混沌通信的发展前景

混沌信息交流的研究刚刚起步还处于幼嫩阶段，但是其早就吸引了信息科学、物理学等多方部门的关注，甚至有的发达国家如美国每年投入巨大的资金和人力来进行这方面的相关研究，并且取得了相当大的成果，已经走在了世界的前列。

结论

在本文的最后特别要强调一点，使用时空混沌以及超混沌来完成秘密的信息交流要远远比普通的混沌保密性更好，除此之外还有更好的处理信息的能力以及存储信息的超大容量等优点。从今以后它即将成为混沌研究界的最重要的方向之一。在这个信息化的时代，无论是在人们的日常生活中还是在国家级别的军事竞赛中，它都将起到无法替代的巨大作用。