CN112422261A - 一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现 - Google Patents

一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott‑A系统及电路，该电路由三个主通道电路以及一个辅助通道电路组成：第一、第二主通道电路由直流电压源、运算放大器、电阻和电容组成；第三主通道电路由直流电压源、电池组、运算放大器、电阻和电容组成；辅助通道电路由乘法器组成。本发明提出了一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott‑A系统，并给出了该系统的电路实现。在混沌密码学的应用中，耗散混沌系统的运动可能局限在吸引子结构内，使得其在实际应用中存在很多隐患。对于保守混沌系统而言，不存在吸引子，使得攻击者无法通过截获的密文对系统进行重构预测，因而具有较高的安全性，更适合在密码学中的应用。该系统在密码学领域具有潜在的应用价值。

Description

一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现
技术领域
本发明涉及一种三维广义Sprott-A系统及电路实现，特别涉及一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现。
背景技术
随着网络技术的发展和信息交换的日益频繁，信息安全技术的研究变得越来越重要。密码学发展几千年来，在社会上应用非常广泛，20世纪80年代，非线性混沌理论开始发展并且日益壮大。混沌作为一种特有非线性现象，有许多值得利用的性质，如具有良好的伪随机性、轨道的不可预测性、对初始状态及结构参数的极端敏感性等一系列优良特性，这些特性与密码学的许多要求是相吻合的，这使得混沌密码学研究得到了广泛关注。当前的混沌密码技术都运用耗散系统，而耗散混沌系统的运动可能局限在吸引子结构内，使得其在实际应用中存在很多隐患。对于保守混沌系统而言，不存在吸引子，使得攻击者无法通过截获的密文对系统进行重构预测，因而具有较高的安全性，更适合在密码学中的应用。本发明提出一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统，该系统在混沌密码学领域具有潜在的应用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现，本发明采用如下技术手段实现发明目的：
1.一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统的构建方法，其特征是在于，包括以下步骤：
(1)具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统(i)为：
Figure BSA0000188642120000011
(2)基于系统(i)构造的电路，其特征是在于：该电路由三个主通道电路与一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、电阻R5、电阻R6和电容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以及电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电容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以及电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和电容C3组成，辅助通道电路由乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3、乘法器A4、乘法器A5、乘法器A6、乘法器A7、乘法器A8组成。
2.所述辅助通道电路中乘法器A3的输出通过电阻R2与第一主通道电路中的运算放大器U1A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A5的输出通过电阻R3与第一主通道电路中的运算放大器U1A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A7的输出通过电阻R4与第一主通道电路中的运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电容C1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R7与第二主通道电路中的运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电阻R5与第一主通道电路中的运算放大器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的输出通过电阻R6与运算放大器U1B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的负电源端接直流电压源VDD；运算放大器U1B的正电源端接直流电压源VCC。
3.所述辅助通道电路中乘法器A1的输出通过电阻R8与第二主通道电路中的运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电容C2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U2A的输出与辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2A的输出与辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U2A的输出与辅助通道电路中乘法器A5的一个输入端相连；运算放大器U2A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；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的输出与辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与辅助通道电路中乘法器A4的一个输入端相连；运算放大器U2B的正输入端接地；运算放大器U2B的负电源端接直流电压源VDD；运算放大器U2B的正电源端接直流电压源VCC。
4.所述辅助通道电路中乘法器A2的输出通过电阻R11与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出通过电阻R12与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A6的输出通过电阻R13与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A8的输出通过电阻R14与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；电池组V1的负极通过电阻R17与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；电池组V1正极接地；运算放大器U3A的输出通过电容C3与运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U3A的输出与辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U3A的输出通过电阻R16与第三主通道电路中的运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3A的正输入端接地；运算放大器U3B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U3B的正输入端接地；运算放大器U3B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U3B的负电源端接直流电压源VDD。
5.所述辅助通道电路中乘法器A2的输出与辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A2的输出与辅助通道电路中乘法器A6的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A2的输出与辅助通道电路中乘法器A7的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A3的输出与辅助通道电路中乘法器A4的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出与辅助通道电路中乘法器A5的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出与辅助通道电路中乘法器A6的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出与辅助通道电路中乘法器A8的两个输入端均相连；辅助通道电路中乘法器A5的输出与辅助通道电路中乘法器A7的一个输入端相连。
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作更进一步的详细描述，参见图1-图2。
1.一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统的构建方法，其特征是在于，包括以下步骤：
(1)具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统(i)为：
Figure BSA0000188642120000031
(2)基于系统(i)构造的电路，其特征是在于：该电路由三个主通道电路与一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、电阻R5、电阻R6和电容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以及电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电容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以及电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和电容C3组成，辅助通道电路由乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3、乘法器A4、乘法器A5、乘法器A6、乘法器A7、乘法器A8组成。
2.所述辅助通道电路中乘法器A3的输出通过电阻R2与第一主通道电路中的运算放大器U1A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A5的输出通过电阻R3与第一主通道电路中的运算放大器U1A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A7的输出通过电阻R4与第一主通道电路中的运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电容C1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R7与第二主通道电路中的运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电阻R5与第一主通道电路中的运算放大器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的输出通过电阻R6与运算放大器U1B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的负电源端接直流电压源VDD；运算放大器U1B的正电源端接直流电压源VCC。
3.所述辅助通道电路中乘法器A1的输出通过电阻R8与第二主通道电路中的运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电容C2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U2A的输出与辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2A的输出与辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U2A的输出与辅助通道电路中乘法器A5的一个输入端相连；运算放大器U2A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；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的输出与辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与辅助通道电路中乘法器A4的一个输入端相连；运算放大器U2B的正输入端接地；运算放大器U2B的负电源端接直流电压源VDD；运算放大器U2B的正电源端接直流电压源VCC。
4.所述辅助通道电路中乘法器A2的输出通过电阻R11与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出通过电阻R12与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A6的输出通过电阻R13与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A8的输出通过电阻R14与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；电池组V1的负极通过电阻R17与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；电池组V1正极接地；运算放大器U3A的输出通过电容C3与运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U3A的输出与辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U3A的输出通过电阻R16与第三主通道电路中的运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3A的正输入端接地；运算放大器U3B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U3B的正输入端接地；运算放大器U3B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U3B的负电源端接直流电压源VDD。
5.所述辅助通道电路中乘法器A2的输出与辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A2的输出与辅助通道电路中乘法器A6的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A2的输出与辅助通道电路中乘法器A7的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A3的输出与辅助通道电路中乘法器A4的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出与辅助通道电路中乘法器A5的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出与辅助通道电路中乘法器A6的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出与辅助通道电路中乘法器A8的两个输入端均相连；辅助通道电路中乘法器A5的输出与辅助通道电路中乘法器A7的一个输入端相连。
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 (5)

1.一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统的构建方法，其特征是在于，包括以下步骤：
(1)具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统(i)为：
Figure FSA0000188642110000011
(2)基于系统(i)构造的电路，其特征是在于：该电路由三个主通道电路与一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、电阻R5、电阻R6和电容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以及电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电容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以及电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和电容C3组成，辅助通道电路由乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3、乘法器A4、乘法器A5、乘法器A6、乘法器A7、乘法器A8组成。
2.根据权利要求1所述的一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现，其特征是在于：所述辅助通道电路中乘法器A3的输出通过电阻R2与第一主通道电路中的运算放大器U1A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A5的输出通过电阻R3与第一主通道电路中的运算放大器U1A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A7的输出通过电阻R4与第一主通道电路中的运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电容C1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R7与第二主通道电路中的运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电阻R5与第一主通道电路中的运算放大器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的输出通过电阻R6与运算放大器U1B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的负电源端接直流电压源VDD；运算放大器U1B的正电源端接直流电压源VCC。
3.根据权利要求1所述的一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现，其特征是在于：所述辅助通道电路中乘法器A1的输出通过电阻R8与第二主通道电路中的运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电容C2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U2A的输出与辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2A的输出与辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U2A的输出与辅助通道电路中乘法器A5的一个输入端相连；运算放大器U2A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；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的输出与辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与辅助通道电路中乘法器A4的一个输入端相连；运算放大器U2B的正输入端接地；运算放大器U2B的负电源端接直流电压源VDD；运算放大器U2B的正电源端接直流电压源VCC。
4.根据权利要求1所述的一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现，其特征是在于：所述辅助通道电路中乘法器A2的输出通过电阻R11与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出通过电阻R12与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A6的输出通过电阻R13与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；辅助通道电路中乘法器A8的输出通过电阻R14与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；电池组V1的负极通过电阻R17与第三主通道电路中的运算放大器U3A的负输入端相连；电池组V1正极接地；运算放大器U3A的输出通过电容C3与运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U3A的输出与辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U3A的输出通过电阻R16与第三主通道电路中的运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3A的正输入端接地；运算放大器U3B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U3B的正输入端接地；运算放大器U3B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U3B的负电源端接直流电压源VDD。
5.根据权利要求1所述的一种具有四簇保守混沌流的广义Sprott-A系统及其电路实现，其特征是在于：所述辅助通道电路中乘法器A2的输出与辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A2的输出与辅助通道电路中乘法器A6的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A2的输出与辅助通道电路中乘法器A7的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A3的输出与辅助通道电路中乘法器A4的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出与辅助通道电路中乘法器A5的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出与辅助通道电路中乘法器A6的一个输入端相连；辅助通道电路中乘法器A4的输出与辅助通道电路中乘法器A8的两个输入端均相连；辅助通道电路中乘法器A5的输出与辅助通道电路中乘法器A7的一个输入端相连。
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