CN112152772B - 一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路实现 - Google Patents

一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路实现 Download PDF

Info

Publication number
CN112152772B
CN112152772B CN201910582691.3A CN201910582691A CN112152772B CN 112152772 B CN112152772 B CN 112152772B CN 201910582691 A CN201910582691 A CN 201910582691A CN 112152772 B CN112152772 B CN 112152772B
Authority
CN
China
Prior art keywords
operational amplifier
resistor
output
channel circuit
negative input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910582691.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112152772A (zh
Inventor
仓诗建
李月
康志君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University of Science and Technology
Original Assignee
Tianjin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University of Science and Technology filed Critical Tianjin University of Science and Technology
Priority to CN201910582691.3A priority Critical patent/CN112152772B/zh
Publication of CN112152772A publication Critical patent/CN112152772A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112152772B publication Critical patent/CN112152772B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/001—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols using chaotic signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路，该电路由三个主通道电路以及两个辅助通道电路组成：三个主通道电路由直流电压源、电池组、运算放大器、电阻以及电容组成；第一、二辅助通道电路由乘法器组成。本发明提出了一种具有双簇混沌流的保守系统，并给出了该系统的电路实现。保守混沌具有宽带、伪随机数、类白噪声、无混沌吸引子等特性，在加密算法的构造与设计上更具优势，因而保守混沌相对于耗散混沌更适用于信息加密领域。该发明为保守混沌系统应用于信息加密领域提供了一种新的选择。

Description

一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路实现
技术领域
本发明涉及一种相体积保守但能量不保守的混沌系统及其电路实现，特别涉及一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路实现。
背景技术
混沌是一种存在于确定性非线性系统中的独特现象，近年来，随着对混沌理论的深入研究，基于混沌系统的图像加密技术不断涌现，但这些应用于图像加密的混沌信号大部分是耗散混沌信号。耗散系统产生具有吸引子，攻击者能够通过时滞嵌入的方法进行相空间的重构，从而对整个系统进行重构，最终破解密钥，因而耗散混沌在加密过程中具有一定的安全隐患。而保守混沌系统由于没有吸引子，随机性更强，具有更高的安全性。本发明提出一种能产生双簇混沌流的保守系统，该系统具有复杂的拓扑结构，对于不同的初始值表现出不同的非线性动态特性，这对于加密算法的构造具有一定吸引力，因此该发明为保守混沌系统应用于信息加密领域提供了一种新的选择。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有双簇混沌流的保守系统及电路：
1.一种具有双簇混沌流的保守系统的构建方法，其特征是在于，包括以下步骤：
(1)具有双簇混沌流的保守系统(i)为：
Figure BSA0000185275280000011
式中x，y，z为状态变量；
(2)基于系统(i)构造的电路，其特征在于，该电路由三个主通道电路以及两个辅助通道电路组成：第一主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U1A、运算放大器U1B以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1组成；第二主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U2A、运算放大器U2B、运算放大器U2C以及电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C2组成；第三主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、电池组V1、运算放大器U3A、运算放大器U3B、运算放大器U3C以及电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C3组成；第一辅助通道电路由乘法器A1以及乘法器A2组成；第二辅助通道电路由乘法器A3以及乘法器A4组成。
2.所述第一主通道电路中运算放大器U1A的输出通过电阻R3与运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电阻R4与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1A的正输入端接地；运算放大器U1B的输出通过电容C1与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1B的输出分别与第一辅助通道电路中乘法器A1的两个输入端相连；运算放大器U1B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R8与第二主通道电路中运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R16与第三主通道电路中运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U1B的正输入端接地；运算放大器U1B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U1B的负电源端接直流电压源VDD。
3.所述第二主通道电路中运算放大器U2A的输出通过电阻R6与运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电阻R7与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2A的正输入端接地；运算放大器U2B的输出通过电阻R10与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2B的输出通过电阻R11与运算放大器U2C的负输入端相连；运算放大器U2B的正输入端接地；运算放大器U2C的输出通过电容C2与运算放大器U2C的负输入端相连；运算放大器U2C的输出分别与第二辅助通道电路中乘法器A4的两个输入端相连；运算放大器U2C的输出与第二辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U2C的输出通过电阻R2与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U2C的正输入端接地；运算放大器U2C的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U2C的负电源端接直流电压源VDD。
4.所述第三主通道电路中运算放大器U3A的输出通过电阻R14与运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U3A的输出通过电阻R15与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3A的正输入端接地；电池组V1正极通过电阻R17与第三主通道电路中的运算放大器U3B的负输入端相连；电池组V1负极接地；运算放大器U3B的输出通过电阻R18与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3B的输出通过电阻R19与运算放大器U3C的负输入端相连；运算放大器U3B的正输入端接地；运算放大器U3C的输出通过电容C3与运算放大器U3C的负输入端相连；运算放大器U3C的输出与第二辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U3C的输出通过电阻R1与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U3C的正输入端接地；运算放大器U3C的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U3C的负电源端接直流电压源VDD。
5.所述第一辅助通道电路中乘法器A1的输出与乘法器A2的一个输入端相连；乘法器A2的输出通过电阻R5与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；乘法器A2的输出通过电阻R12与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
6.所述第二辅助通道电路中乘法器A3的输出通过电阻R9与第二主通道电路中运算放大器U2B的负输入端相连；乘法器A4的输出通过电阻R13与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
有益效果：本发明提出了一种具有双簇混沌流的保守系统，并给出了该系统的电路实现。保守混沌具有宽带、伪随机数、类白噪声、无混沌吸引子等特性，在加密算法的构造与设计上更具优势，因而保守混沌相对于耗散混沌更适用于信息加密领域。该发明为保守混沌系统应用于信息加密领域提供了一种新的选择。
附图说明
图1为本发明优选实施例的电路连接结构示意图。
图2为本发明的X-Y相图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明更改进一步的详细描述，参见图1-图2。
1.一种具有双簇混沌流的保守系统的构建方法，其特征是在于，包括以下步骤：
(1)具有双簇混沌流的保守系统(i)为：
Figure BSA0000185275280000031
式中x，y，z为状态变量；
(2)基于系统(i)构造的电路，其特征在于，该电路由三个主通道电路以及两个辅助通道电路组成：第一主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U1A、运算放大器U1B以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1组成；第二主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U2A、运算放大器U2B、运算放大器U2C以及电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C2组成；第三主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、电池组V1、运算放大器U3A、运算放大器U3B、运算放大器U3C以及电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C3组成；第一辅助通道电路由乘法器A1以及乘法器A2组成；第二辅助通道电路由乘法器A3以及乘法器A4组成。
2.所述第一主通道电路中运算放大器U1A的输出通过电阻R3与运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电阻R4与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1A的正输入端接地；运算放大器U1B的输出通过电容C1与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1B的输出分别与第一辅助通道电路中乘法器A1的两个输入端相连；运算放大器U1B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R8与第二主通道电路中运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R16与第三主通道电路中运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U1B的正输入端接地；运算放大器U1B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U1B的负电源端接直流电压源VDD。
3.所述第二主通道电路中运算放大器U2A的输出通过电阻R6与运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电阻R7与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2A的正输入端接地；运算放大器U2B的输出通过电阻R10与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2B的输出通过电阻R11与运算放大器U2C的负输入端相连；运算放大器U2B的正输入端接地；运算放大器U2C的输出通过电容C2与运算放大器U2C的负输入端相连；运算放大器U2C的输出分别与第二辅助通道电路中乘法器A4的两个输入端相连；运算放大器U2C的输出与第二辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U2C的输出通过电阻R2与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U2C的正输入端接地；运算放大器U2C的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U2C的负电源端接直流电压源VDD。
4.所述第三主通道电路中运算放大器U3A的输出通过电阻R14与运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U3A的输出通过电阻R15与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3A的正输入端接地；电池组V1正极通过电阻R17与第三主通道电路中的运算放大器U3B的负输入端相连；电池组V1负极接地；运算放大器U3B的输出通过电阻R18与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3B的输出通过电阻R19与运算放大器U3C的负输入端相连；运算放大器U3B的正输入端接地；运算放大器U3C的输出通过电容C3与运算放大器U3C的负输入端相连；运算放大器U3C的输出与第二辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U3C的输出通过电阻R1与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U3C的正输入端接地；运算放大器U3C的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U3C的负电源端接直流电压源VDD。
5.所述第一辅助通道电路中乘法器A1的输出与乘法器A2的一个输入端相连；乘法器A2的输出通过电阻R5与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；乘法器A2的输出通过电阻R12与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
6.所述第二辅助通道电路中乘法器A3的输出通过电阻R9与第二主通道电路中运算放大器U2B的负输入端相连；乘法器A4的输出通过电阻R13与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
当然，上述说明并非对发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种具有双簇混沌流的保守系统的构建方法，其特征是在于，包括以下步骤：
(1)具有双簇混沌流的保守系统(i)为：
Figure FSB0000198558740000011
式中x，y，z为状态变量；
(2)基于系统(i)构造的电路由三个主通道电路以及两个辅助通道电路组成：第一主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U1A、运算放大器U1B以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1组成；第二主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U2A、运算放大器U2B、运算放大器U2C以及电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C2组成；第三主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、电池组V1、运算放大器U3A、运算放大器U3B、运算放大器U3C以及电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电容C3组成；第一辅助通道电路由乘法器A1以及乘法器A2组成；第二辅助通道电路由乘法器A3以及乘法器A4组成；
所述第一主通道电路中运算放大器U1A的输出通过电阻R3与运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电阻R4与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1A的正输入端接地；运算放大器U1B的输出通过电容C1与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1B的输出分别与第一辅助通道电路中乘法器A1的两个输入端相连；运算放大器U1B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R8与第二主通道电路中运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R16与第三主通道电路中运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U1B的正输入端接地；运算放大器U1B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U1B的负电源端接直流电压源VDD；
所述第二主通道电路中运算放大器U2A的输出通过电阻R6与运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电阻R7与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2A的正输入端接地；运算放大器U2B的输出通过电阻R10与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2B的输出通过电阻R11与运算放大器U2C的负输入端相连；运算放大器U2B的正输入端接地；运算放大器U2C的输出通过电容C2与运算放大器U2C的负输入端相连；运算放大器U2C的输出分别与第二辅助通道电路中乘法器A4的两个输入端相连；运算放大器U2C的输出与第二辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U2C的输出通过电阻R2与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U2C的正输入端接地；运算放大器U2C的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U2C的负电源端接直流电压源VDD；
所述第三主通道电路中运算放大器U3A的输出通过电阻R14与运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U3A的输出通过电阻R15与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3A的正输入端接地；电池组V1正极通过电阻R17与第三主通道电路中的运算放大器U3B的负输入端相连；电池组V1负极接地；运算放大器U3B的输出通过电阻R18与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3B的输出通过电阻R19与运算放大器U3C的负输入端相连；运算放大器U3B的正输入端接地；运算放大器U3C的输出通过电容C3与运算放大器U3C的负输入端相连；运算放大器U3C的输出与第二辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U3C的输出通过电阻R1与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U3C的正输入端接地；运算放大器U3C的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U3C的负电源端接直流电压源VDD；
所述第一辅助通道电路中乘法器A1的输出与乘法器A2的一个输入端相连；乘法器A2的输出通过电阻R5与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；乘法器A2的输出通过电阻R12与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连；
所述第二辅助通道电路中乘法器A3的输出通过电阻R9与第二主通道电路中运算放大器U2B的负输入端相连；乘法器A4的输出通过电阻R13与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
CN201910582691.3A 2019-06-28 2019-06-28 一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路实现 Active CN112152772B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910582691.3A CN112152772B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路实现

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910582691.3A CN112152772B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路实现

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112152772A CN112152772A (zh) 2020-12-29
CN112152772B true CN112152772B (zh) 2022-08-02

Family

ID=73892155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910582691.3A Active CN112152772B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路实现

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112152772B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103248473A (zh) * 2013-05-09 2013-08-14 郑州轻工业学院 一种双参数恒Lyapunov指数的四维自治超混沌系统
CN105681021A (zh) * 2016-04-06 2016-06-15 仓诗建 一种三维广义耗散Hamilton系统的混沌电路
CN108075732A (zh) * 2017-11-07 2018-05-25 西安电子科技大学 一种高阶新三维混沌模型及其电路
CN109462467A (zh) * 2018-12-29 2019-03-12 安顺学院 一种含有隐藏吸引子的四维混沌系统及其实现电路
CN109889322A (zh) * 2019-03-08 2019-06-14 天津大学 四阶保守混沌振荡器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7752588B2 (en) * 2005-06-29 2010-07-06 Subhasis Bose Timing driven force directed placement flow

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103248473A (zh) * 2013-05-09 2013-08-14 郑州轻工业学院 一种双参数恒Lyapunov指数的四维自治超混沌系统
CN105681021A (zh) * 2016-04-06 2016-06-15 仓诗建 一种三维广义耗散Hamilton系统的混沌电路
CN108075732A (zh) * 2017-11-07 2018-05-25 西安电子科技大学 一种高阶新三维混沌模型及其电路
CN109462467A (zh) * 2018-12-29 2019-03-12 安顺学院 一种含有隐藏吸引子的四维混沌系统及其实现电路
CN109889322A (zh) * 2019-03-08 2019-06-14 天津大学 四阶保守混沌振荡器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐洪丽.基于混沌系统的群智能优化算法研究.《中国博士学位论文全文数据库基础科学辑》.2015,A005-12. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112152772A (zh) 2020-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Çiçek et al. A new 3D chaotic system: dynamical analysis, electronic circuit design, active control synchronization and chaotic masking communication application
CN105681021B (zh) 一种三维广义耗散Hamilton系统的混沌电路
Ji’e et al. A simple method for constructing a family of Hamiltonian conservative chaotic systems
CN107819566B (zh) 一种混沌振荡电路的实现方法
CN101788899A (zh) 一种低功耗数字真随机源
CN112152772B (zh) 一种具有双簇混沌流的保守系统及其电路实现
CN108573176A (zh) 一种密钥派生加密的移动终端数据安全删除的方法及系统
CN112152573B (zh) 一种具有四簇混沌流的保守系统及其电路实现
CN112422261B (zh) 一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其构建方法
CN112422766B (zh) 一种具有三维2×2×1簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现
CN113242117A (zh) 一种带有耗散项的保守混沌系统及电路
Borah et al. A novel multi-wing fractional-order chaotic system, its synchronisation control and application in secure communication
Gámez-Guzmán et al. Synchronization of multi-scroll chaos generators: application to private communication
CN109714147A (zh) 一种双翼吸引子的耗散超混沌系统的构建及其电路实现
CN112422258B (zh) 一种具有单簇保守混沌流的改进型Sprott-A系统的构建方法
CN112422262B (zh) 一种具有双簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其构建方法
Wang et al. An exponential chaotic oscillator design and its dynamic analysis
CN112422260B (zh) 一种具有三维2×2×2簇保守混沌流的非哈密顿系统的构建方法
Tami et al. Chaos secure communication’implementation in FPGA
CN112152774B (zh) 一种能产生四涡卷混沌流的非哈密顿系统的构建方法
CN112422264B (zh) 一种具有三簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现
Zhang et al. Image Encryption Method Based on Discrete Lorenz Chaotic Sequences.
CN112152983B (zh) 一种具有六簇混沌流的非哈密顿系统及其构建方法
CN109543313B (zh) 基于忆阻器反馈的超混沌系统的电路模型
CN112422259B (zh) 一种具有八簇保守混沌流的广义Sprott-A系统的构建方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant