CN113364572B - 通信方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

通信方法、装置、电子设备及可读存储介质 Download PDF

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CN113364572B CN202110598933.5A CN202110598933A CN113364572B CN 113364572 B CN113364572 B CN 113364572B CN 202110598933 A CN202110598933 A CN 202110598933A CN 113364572 B CN113364572 B CN 113364572B
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Abstract

本申请公开了一种通信方法、装置、电子设备及可读存储介质,其中通信方法应用于加密网络,加密网络包括驱动系统、控制器及响应系统,方法包括:驱动系统利用参数未知的分数阶复杂网络对预设信息进行加密,得到加密信息;控制器按照预设规则识别响应系统和驱动系统中的未知参数以使响应系统与驱动系统同步;响应系统解密加密信息,得到预设信息。该方法利用参数未知的分数阶复杂网络加密信息,当通信双方的网络保持同步时,发送方将要传输的信息加载到混沌系统生成的时间序列上,由于混沌信号的不确定性和随机行为,所以具有良好的保密性。

Description

通信方法、装置、电子设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及保密通信领域,具体涉及一种利用参数未知的分数阶复杂网络 混沌信息掩盖传输的有用信息,基于复杂网络的同步思想,在响应网络上施加 外在信息,使得驱动网络和响应网络实现同步,从而在接收端分解出需要的有 用信息,整个过程因为分数阶网络的节点混沌信号掩盖有用信号,保密性更强。
背景技术
在手机通讯中,无时无刻不存在信息的传输,客户经常会要求对通信信息 进行加密。为了保护客户的利益,信息的安全至为重要,需要对通信信息进行 加密。保密通信是为了防止发送的信息被直接窃听或被破译,或者防止在传输 信息的过程中被敌方通过不同于密码破译的方法而获得,或者通过无关人员和 分析通信设施而获得。因此要求通信保密的意义是十分重要的。
目前采用的作为混沌掩盖的整数阶复杂网络和独立的分数阶非线性系统 拓扑结构和表达式简单,因此混沌信号不强,对通信加密的效果较差,信息在 传输的过程中容易被破解。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种保密通信的有效方法,以至少解决现有有 用信号容易被盗取的问题。
本申请的技术方案如下:
根据本申请实施例的第一方面,提供一种通信方法,方法应用于加密网络, 加密网络包括驱动系统、控制器及响应系统,方法可以包括:
驱动系统利用参数未知的分数阶复杂网络对预设信息进行加密,得到加密 信息;
控制器按照预设规则识别响应系统和驱动系统中的未知参数以使响应系 统与驱动系统同步;
响应系统解密加密信息,得到预设信息。
进一步地,驱动系统的网络模型如下述描述:
Figure BDA0003092102450000021
其中,f(xi)为描述驱动系统中驱动网络节点动力学的第一非线性连续函 数,第一非线性连续函数包括预设信息的特征,C∈Rn×n为内部耦合矩阵,内部 耦合矩阵表示预设信息的分量之间的相互影响作用,G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵 描述网络的第一拓扑结构,第一拓扑结构表示预设信息和混沌信号的相互影响 作用。
进一步地,驱动系统的驱动网络节点动力学方程如下述描述:
Figure BDA0003092102450000022
其中,F(x)为加密信息,加密信息包括预设信息和混沌信息;f(x)为预设 信息;Aαx为混沌信息。
进一步地,响应系统的网络模型如下述描述:
Figure BDA0003092102450000023
其中,f(yi)为描述响应网络节点动力学的第二非线性连续函数,第二非线 性连续函数用于描述接收信息的分量;ui(t)∈Rn为控制器,控制器用于从加密 信息中分解出预设信息,G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵描述网络的第二拓扑结构, 第二拓扑结构用于接收预设信息和混沌信息之间的相互影响的表征值。
进一步地,响应系统的节点动力学方程为:
Figure BDA0003092102450000024
其中,F(y)为接收的加密信息,f(y)加密信息中的预设信息。
进一步地,驱动系统与响应系统满足下述关系式:
Figure BDA0003092102450000025
其中,
Figure BDA0003092102450000026
F(xi)为n×mi的第一 矩阵,F(yi)为n×mi的第二矩阵,
Figure BDA0003092102450000031
为驱动系统与响应系统之间的误差值。
进一步地,令ei=yi-xi作为同步误差,动力学网络为:
Figure BDA0003092102450000032
根据等式和式,可得:
Figure BDA0003092102450000033
其中,f(yi)为加密信息。
进一步地,预设规则满足下式:
Figure BDA0003092102450000034
其中,di为正常数,正常数为对于外界施加的扰动信息调整影响强度的参 数值,ei为驱动系统和响应系统收到的信息之间的信号差值,ui为外界施加的 信息。
根据本申请实施例的第二方面,提供一种通信装置,该装置可以包括:
驱动系统,用于利用参数未知的分数阶复杂网络对预设信息进行加密,得 到加密信息;
控制器,用于按照预设规则识别响应系统和驱动系统中的未知参数以使响 应系统与驱动系统同步;
响应系统,用于解密加密信息,得到预设信息。
根据本申请实施例的第二方面,提供一种给驱动网络施加控制器,该装置 可以包括:接收端不断调整外界施加信号的强度参数对应的反馈处理装置。
根据本申请实施例的第三方面,提供一种电子设备,该电子设备可以包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,处理器被配置为执行指令,以实现如第一方面的任一项实施例中所 示的通信方法。
根据本申请实施例的第四方面,提供一种存储介质,当存储介质中的指令 由信息处理装置或者服务器的处理器执行时,以使信息处理装置或者服务器实 现以实现如第一方面的任一项实施例中所示的通信方法。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果:
本申请实施例通过分数阶复杂网络的丰富及复杂的动力学行为,建立驱动 网络和有用信号的合并发送,通过对响应网络施加控制器,实现有用信息的保 密和获取,一方面带来保密性更强的效果,同时可以减少经济成本,因为外在 施加的控制器可以不断调整参数值。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性 的,并不能限值本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请 的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理,并不构成对本申请的不当 限定。
图1是根据一示例性实施例示出的通信方法流程示意图;
图2是根据一示例性实施例示出的通信系统的同步示意图;
图3是根据一示例性实施例示出的分数阶Chen系统呈现混沌吸引子示意 图;
图4是根据一示例性实施例示出的驱动网络和响应网络的状态变量和同步 误差曲线;
图5是根据一示例性实施例示出的分数阶Chen系统为节点的驱动和响应 网络的未知参数辨识曲线;
图6是根据一示例性实施例示出的分数阶Chen系统为节点的驱动和响应 网络的同步误差曲线的演化过程;
图7是根据一示例性实施例示出的电子设备结构示意图;
图8是根据一示例性实施例示出的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案,下面将结合附图, 对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第 一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次 序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请 的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实 施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它 们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方 法的例子。
如图1所示,在本申请实施例的第一方面,提供一种通信方法,方法应用 于加密网络,加密网络包括驱动系统、控制器及响应系统,方法可以包括:
步骤110:驱动系统利用参数未知的分数阶复杂网络对预设信息进行加密, 得到加密信息;
步骤120:控制器按照预设规则识别响应系统和驱动系统中的未知参数以 使响应系统与驱动系统同步;
步骤130:响应系统解密加密信息,得到预设信息。
上述实施例方法利用参数未知的分数阶复杂网络加密信息,当通信双方的 网络保持同步时,发送方将要传输的信息加载到混沌系统生成的时间序列上, 由于混沌信号的不确定性和随机行为,所以具有良好的保密性。即使某一攻击 者已截取一段明文对,但由于传输信道的有用信息被类似噪声的混沌信号所掩 盖,攻击者很难直接破译信息。而且复杂网络的拓扑结构十分复杂,混沌序列 的初值任意选取,不同的结构和不同的初值就产生不同的混沌序列,因此攻击 者无法预测和分离信号,从而不能从根本上破坏系统的保密性。属于基于复杂 网络的混沌同步应用到保密通信领域。
上述实施例将一个发送器和接收端有一个接收器所组成通信系统。其中, 把第一节点的分数阶混沌系统作为发送系统,第二节点的混沌系统作为接收系 统,S(t)表示信道中传输的信号,m(t)表示有用的传输信号。以比混沌信号小 的多的强度调制在混沌信号中,混沌信号会完全遮掩发射的有用信息。由于混 沌信号的功率谱比要传送的信息的功率谱宽的多,那么从频谱上很难窃取信 息。在S(t)的驱动下,发射系统与接收端的混沌信号可以实现同步,在接收端 通过混沌同步提取信号:
Figure BDA0003092102450000061
如图2所示,发射端的同步方案:
本实施例给出分数阶复杂网络的同步方案,假设驱动系统和响应系统分别 如下描述:
Figure BDA0003092102450000062
Figure BDA0003092102450000063
假设驱动网络和响应网络的节点动力学方程分别可如下描述:
Figure BDA0003092102450000064
Figure BDA0003092102450000065
分别表示驱动网络和响应网络 的节点状态变量,同时包含了驱动和响应网络的所有未知参数。f(xi),f(yi)是 非线性连续函数,用来描述驱动和响应网络的节点动力学,矩阵C∈Rn×n是内部 耦合矩阵,G∈(gij)N×N是外部耦合矩阵描述网络的拓扑结构。ui(t)∈Rn是待设定 的控制器。
为了进一步分析问题,对于给定的驱动和响应网络,定义新变量:
Figure BDA0003092102450000066
则可得到:
Figure BDA0003092102450000067
其中F(xi),F(yi)是n×mi矩阵。
令ei=yi-xi为同步误差,则具体的误差动力学网络可表示如下:
Figure BDA0003092102450000068
根据等式和式,可得:
Figure BDA0003092102450000071
设计合适的控制器ui,对于参数未知的情形,同时设计参数自适应辨识规 则,在驱动网络和响应网络实现外同步的过程中,同时辨识出系统的未知参数。 本实施例中以定理的形式给出。
定理1对于给定的驱动网络和响应网络,设计如下的控制器和参数只适应 规则:
Figure BDA0003092102450000072
其中di是正常数。则两个网络可实现外同步,且所有的未知参数得 到辨识。
证明:将式代入式,则误差动力学网络表示为:
Figure BDA0003092102450000073
基于已有的引理,可得到下式:
找到合适的数
Figure BDA0003092102450000082
使得
Figure BDA0003092102450000083
成立,这就保证了误差系统的稳定性。
数值模拟:假设驱动网络和响应网络都有N=10个节点,节点方程为分数 阶Chen系统,如下描述:
Figure BDA0003092102450000084
当系统参数为a=35,b=3,c=28,分数阶系统的阶数q=0.98时,分数阶Chen 系统呈现混沌吸引子,如图3所示,(a)为当分数阶的阶数q=0.98时,分数阶 Chen系统的混沌吸引子;(b)为驱动网络和响应网络的拓扑结构。
系统可重新写成如下形式:
Figure BDA0003092102450000085
选取内部耦合矩阵C=diag(1,1,1),外部耦合矩阵为:
Figure BDA0003092102450000091
数值仿真初始条件为(xi1,xi2,xi3)=(1,1,1),如图4所示,给出了网络节点的状态变量随时间的演化过程,可以看出,节点的状态变量刚开始的演化过程不吻 合的,随着时间的推移,变量的轨迹趋于一致。从图中可知,随着时间的演化, 驱动网络和响应网络的误差变量渐近地趋于零,也就是说,驱动网络和响应网 络实现了同步。图5和图6分别给出了系统的未知参数识别曲线,可以看出, 通过设计的参数识别规则,有效的识别了节点系统的未知参数。
在本申请的一些可选实施例中,驱动系统的网络模型如下述描述:
Figure BDA0003092102450000092
其中,f(xi)为描述驱动系统中驱动网络节点动力学的第一非线性连续函 数,第一非线性连续函数包括预设信息的特征,C∈Rn×n为内部耦合矩阵,内部 耦合矩阵表示预设信息的分量之间的相互影响作用,G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵 描述网络的第一拓扑结构,第一拓扑结构表示预设信息和混沌信号的相互影响 作用,f(xi)为描述驱动网络节点动力学的非线性连续函数,主要包括发送信息 的特征,C∈Rn×n为内部耦合矩阵,表示发送信息的分量之间的相互影响作用, G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵描述网络的拓扑结构,表示发送的有用信息和混沌信 号的相互影响作用。
在本申请的一些可选实施例中,驱动系统的驱动网络节点动力学方程如下 述描述:
Figure BDA0003092102450000093
其中,F(x)为加密信息,加密信息包括预设信息和混沌信息;f(x)为预设 信息;Aαx为混沌信息,F(x)表示发送信息的整体描述,包括有用信息和混沌 信息,f(x)表示发送信息的主要部分。
在本申请的一些可选实施例中,响应系统的网络模型如下述描述:
Figure BDA0003092102450000101
其中,f(yi)为描述响应网络节点动力学的第二非线性连续函数,第二非线 性连续函数用于描述接收信息的分量;ui(t)∈Rn为控制器,控制器用于从加密 信息中分解出预设信息,G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵描述网络的第二拓扑结构, 第二拓扑结构用于接收预设信息和混沌信息之间的相互影响的表征值,f(yi)为 描述响应网络节点动力学的非线性连续函数,接收信息的分量描述,ui(t)∈Rn为 待设定的控制器,主要指外界施加的信息,使得接收端收到的信息更容易分解 出有用信息,G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵描述网络的拓扑结构,接收到的信息之 间的相互影响的表征值。
在本申请的一些可选实施例中,响应系统的节点动力学方程为:
Figure BDA0003092102450000102
其中,F(y)为接收的加密信息,f(y)加密信息中的预设信息,F(y)表示接 收信息的整体描述,f(y)表示接收信息的主要部分。
在本申请的一些可选实施例中,驱动系统与响应系统满足下述关系式:
Figure BDA0003092102450000103
其中,
Figure BDA0003092102450000104
F(xi)为n×mi的第一 矩阵,F(yi)为n×mi的第二矩阵,
Figure BDA0003092102450000105
为驱动系统与响应系统之间的误差值,
Figure BDA0003092102450000106
F(xi)为n×mi矩阵,F(yi)为n×mi矩 阵,表示接收端信息的主要部分,
Figure BDA0003092102450000107
主要指的是接收端收到的信息与发送端发 送信息的差值。
在本申请的一些可选实施例中,令ei=yi-xi作为同步误差,动力学网络为:
Figure BDA0003092102450000108
根据等式和式,可得:
Figure BDA0003092102450000111
其中,f(yi)为加密信息,f(yi)表示接收端信息的主要部分,主要指的是接 收端收到的信息与发送端发送信息的差值。
在本申请的一些可选实施例中,预设规则满足下式:
Figure BDA0003092102450000112
其中,di为正常数,正常数为对于外界施加的扰动信息调整影响强度的参 数值,表示在接收端为了分解出有用信息,对于外界施加的扰动信息不断调整 影响强度的参数值,ei为驱动系统和响应系统收到的信息之间的信号差值,ui为 外界施加的信息,ei表示发送短信和接收端收到的信息之间的信号差值,ui主 要指外界施加的信息,使得接收端收到的信息更容易分解出有用信息。
在本申请实施例的第二方面,提供一种通信装置,该装置可以包括:
驱动系统,用于利用参数未知的分数阶复杂网络对预设信息进行加密,得 到加密信息;
控制器,用于按照预设规则识别响应系统和驱动系统中的未知参数以使响 应系统与驱动系统同步;
响应系统,用于解密加密信息,得到预设信息。
根据本申请实施例的第二方面,提供一种给驱动网络施加控制器,该装置 可以包括:接收端不断调整外界施加信号的强度参数对应的反馈处理装置。
需要说明的是,本申请实施例提供的通信方法,执行主体可以为通信装置, 或者该通信装置中的用于执行通信的方法的控制模块。本申请实施例中以通信 装置执行通信的方法为例,说明本申请实施例提供的通信的装置。
本申请实施例中的通信装置可以是装置,也可以是终端中的部件、集成电 路、或芯片。该装置可以是移动电子设备,也可以为非移动电子设备。示例性 的,移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子 设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer, UMPC)、上网本或者个人数字助理(personaldigital assistant,PDA)等,非 移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(NetworkAttached Storage, NAS)、个人计算机(personal computer,PC)、电视机(television,TV)、 柜员机或者自助机等,本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的通信装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以 为安卓(Android)操作系统,可以为ios操作系统,还可以为其他可能的操作 系统,本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的通信装置能够实现图1的方法实施例实现的各个过 程,为避免重复,这里不再赘述。
可选地,如图7所示,本申请实施例还提供一种电子设备700,包括处理 器701,存储器702,存储在存储器702上并可在所述处理器701上运行的程 序或指令,该程序或指令被处理器701执行时实现上述通信方法实施例的各个 过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
需要说明的是,本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备 和非移动电子设备。
图8为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。
该电子设备800包括但不限于:射频单元801、网络模块802、音频输出 单元803、输入单元804、传感器805、显示单元806、用户输入单元807、 接口单元808、存储器809、以及处理器810等部件。
本领域技术人员可以理解,电子设备800还可以包括给各个部件供电的电 源(比如电池),电源可以通过电源管理系统与处理器810逻辑相连,从而通 过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图8中示出的电 子设备结构并不构成对电子设备的限定,电子设备可以包括比图示更多或更少 的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置,在此不再赘述。
应理解的是,本申请实施例中,输入单元804可以包括图形处理器 (GraphicsProcessing Unit,GPU)8041和麦克风8042,图形处理器8041对在 视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片 或视频的图像数据进行处理。显示单元806可包括显示面板8061,可以采用液 晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板8061。用户输入单元807 包括触控面板8071以及其他输入设备8072。触控面板8071,也称为触摸屏。 触控面板8071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备8072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、 轨迹球、鼠标、操作杆,在此不再赘述。存储器809可用于存储软件程序以及 各种数据,包括但不限于应用程序和操作系统。处理器810可集成应用处理器 和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程 序等,调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调处理 器也可以不集成到处理器810中。
本申请实施例还提供一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有程序 或指令,该程序或指令被处理器执行时实现上述通信方法实施例的各个过程, 且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
其中,所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读 存储介质,包括计算机可读存储介质,如计算机只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁 碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述 通信接口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现上述通信 方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘 述。
应理解,本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯 片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在 涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置 不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这 种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语 句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或 者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的 方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及 的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。 另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实 施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬 件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方 案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体 现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘) 中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,或者网 络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述 的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本 领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保 护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。

Claims (4)

1.一种通信方法,其特征在于,所述方法应用于加密网络,所述加密网络包括驱动系统、控制器及响应系统,所述方法包括:
所述驱动系统利用参数未知的分数阶复杂网络对预设信息进行加密,得到加密信息;
所述控制器按照预设规则识别所述响应系统和所述驱动系统中的未知参数以使所述响应系统与所述驱动系统同步;
所述响应系统解密所述加密信息,得到所述预设信息;
所述驱动系统的网络模型如下述描述:
Figure FDA0003908978150000011
其中,f(xi)为描述所述驱动系统中驱动网络节点动力学的第一非线性连续函数,所述第一非线性连续函数包括所述预设信息的特征,C∈Rn×n为内部耦合矩阵,所述内部耦合矩阵表示所述预设信息的分量之间的相互影响作用,G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵描述网络的第一拓扑结构,所述第一拓扑结构表示所述预设信息和混沌信息的相互影响作用;
所述驱动系统的驱动网络节点动力学方程如下述描述:
Figure FDA0003908978150000013
其中,F(x)为所述加密信息,所述加密信息包括所述预设信息和所述混沌信息;f(x)为所述预设信息;Aαx为所述混沌信息;
所述响应系统的网络模型如下述描述:
Figure FDA0003908978150000012
其中,f(yi)为描述响应网络节点动力学的第二非线性连续函数,所述第二非线性连续函数用于描述接收信息的分量;ui∈Rn为所述控制器,所述控制器用于从所述加密信息中分解出所述预设信息,G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵描述网络的第二拓扑结构,所述第二拓扑结构用于接收所述预设信息和所述混沌信息之间的相互影响的表征值;
所述响应系统的节点动力学方程为:
Figure FDA0003908978150000021
其中,F(y)为接收的加密信息,f(y)所述加密信息中的预设信息;
所述驱动系统与所述响应系统满足下述关系式:
Figure FDA0003908978150000022
其中,
Figure FDA0003908978150000023
F(xi)为n×mi的第一矩阵,F(yi)为n×mi的第二矩阵,
Figure FDA0003908978150000024
为所述驱动系统与所述响应系统之间的误差值,令ei=yi-xi作为同步误差,动力学网络为:
Figure FDA0003908978150000025
根据等式和式,可得:
Figure FDA0003908978150000026
其中,f(yi)为所述加密信息;
所述预设规则满足下式:
Figure FDA0003908978150000027
其中,di为正常数,所述正常数为对于外界施加的扰动信息调整影响强度的参数值,ei为所述驱动系统和所述响应系统收到的信息之间的信号差值,ui为外界施加的信息。
2.一种通信装置,其特征在于,包括驱动系统、控制器和响应系统;
所述驱动系统,用于利用参数未知的分数阶复杂网络对预设信息进行加密,得到加密信息;
所述控制器,用于按照预设规则识别所述响应系统和所述驱动系统中的未知参数以使所述响应系统与所述驱动系统同步;
所述响应系统,用于解密所述加密信息,得到所述预设信息;
所述驱动系统的网络模型如下述描述:
Figure FDA0003908978150000031
其中,f(xi)为描述所述驱动系统中驱动网络节点动力学的第一非线性连续函数,所述第一非线性连续函数包括所述预设信息的特征,C∈Rn×n为内部耦合矩阵,所述内部耦合矩阵表示所述预设信息的分量之间的相互影响作用,G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵描述网络的第一拓扑结构,所述第一拓扑结构表示所述预设信息和混沌信息的相互影响作用;
所述驱动系统的驱动网络节点动力学方程如下述描述:
Figure FDA0003908978150000032
其中,F(x)为所述加密信息,所述加密信息包括所述预设信息和所述混沌信息;f(x)为所述预设信息;Aαx为所述混沌信息;
所述响应系统的网络模型如下述描述:
Figure FDA0003908978150000033
其中,f(yi)为描述响应网络节点动力学的第二非线性连续函数,所述第二非线性连续函数用于描述接收信息的分量;ui(t)∈Rn为所述控制器,所述控制器用于从所述加密信息中分解出所述预设信息,G∈(gij)N×N为外部耦合矩阵描述网络的第二拓扑结构,所述第二拓扑结构用于接收所述预设信息和所述混沌信息之间的相互影响的表征值;
所述响应系统的节点动力学方程为:
Figure FDA0003908978150000034
其中,F(y)为接收的加密信息,f(y)所述加密信息中的预设信息;
所述驱动系统与所述响应系统满足下述关系式:
Figure FDA0003908978150000035
其中,
Figure FDA0003908978150000036
F(xi)为n×mi的第一矩阵,F(yi)为n×mi的第二矩阵,
Figure FDA0003908978150000041
为所述驱动系统与所述响应系统之间的误差值,令ei=yi-xi作为同步误差,动力学网络为:
Figure FDA0003908978150000042
根据等式和式,可得:
Figure FDA0003908978150000043
其中,f(yi)为所述加密信息;
所述预设规则满足下式:
Figure FDA0003908978150000044
其中,di为正常数,所述正常数为对于外界施加的扰动信息调整影响强度的参数值,ei为所述驱动系统和所述响应系统收到的信息之间的信号差值,ui为外界施加的信息。
3.一种电子设备,其特征在于,包括:包括处理器,存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令,所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1所述的通信方法的步骤。
4.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1所述的通信方法的步骤。
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