混沌保密通信理論及其在電視制導系統中的應用

潘勃，工學博士，現為空軍工程大學航空工程學院任講師，主要研究方向為信息安全及通信抗干擾技術。
目前，已合作出版專著1部，獲軍隊科技進步二等獎一項，參加國家和省部級課題10餘項，發表論文20餘篇。

第1章緒論001
1．1混沌001
1．2混沌的定義及特徵002
1．2．1混沌的定義002
1．2．2混沌的特徵004
1．3電視制導系統發展現狀007
1．3． 1國外發展現狀009
1．3．2國內發展現狀010
1．4混沌保密通信發展現狀及其應用研究011
1．4．1電視制導系統保密通信關鍵技術011
1．4．2混沌保密通信發展現狀013
1．4．3混沌保密通信應用於電視制導系統的理論依據016
1．5本書內容及章節安排019

第一部分理論基礎研究

第2章混沌的基礎理論025
2．1混沌的判據和準則025
2．1．1 Lyapunov指數026
2．1．2 Kolmogorov熵026
2．1．3功率譜027
2．1．4分形維028
2．2典型時間離散混沌系統030
2．2．1一維混沌映射030
2．2．2二維混沌映射036
2．2．3三維混沌映射037
2．3混沌同步控制039
2．3．1混沌同步的概念039
2．3．2混沌同步控制方法041
2． 4本章小結043

第二部分關鍵技術研究

第3章混沌偽隨機序列發生器的構造047
3．1偽隨機序列的定義047
3．2序列隨機性公設048
3．3混沌偽隨機序列發生器049
3．3．1混沌偽隨機序列發生器的定義049
3．3．2偽隨機序列發生器的構造方法050
3．4基於時分參數混沌切換映射的CPRNG構造051
3．4．1基於時分參數混沌切換映射的CPRNG構造方案051
3．4．2混沌偽隨機序列的量化方法061
3．4．3混沌偽隨機序列發生器的實現步驟064
3．5時分參數混沌切換映射偽隨機性能評價066
3．5．1平衡特性066
3．5．2遊程特性067
3．5．3相關特性068
3．6本章小結071

第4章控制指令加密認證技術研究072
4．1電視制導系統控制指令加密認證模型073
4．2基於時空混沌映射認證算法的研究077
4．2．1消息認證與單向Hash函數077
4．2．2混沌Hash函數認證方法079
4．2．3基於時空混沌切換映射的Hash函數認證算法080
4．2 ．4 Hash函數序列性能測試與分析083
4．3基於動態Feistel網絡的控制指令加密認證算法研究087
4．3．1 Feistel網絡087
4．3．2密鑰設計090
4．3．3輪函數F設計與解密092
4．3．4基於RSA算法的會話密鑰加密095
4．3．5加密序列性能測試與分析096
4．4本章小結099

第5章基於混沌理論的圖像加密技術100
5．1基於混沌理論的圖像加密系統模型100
5．2 TD-ERCS混沌映射系統與替換預處理算法103
5 ．2．1 TD-ERCS混沌映射104
5．2．2像素加密預處理111
5．3像素值替換和擴散算法113
5．3．1 Cat映射置換算法113
5．3．2灰度值擴散115
5．3．3算法描述117
5．4加密算法安全性分析119
5．4．1密鑰空間120
5．4．2密鑰敏感性120
5．4．3灰度直方圖122
5．4． 4相鄰像素相關性123
5．5本章小結127

第6章混沌跳頻序列構造及混沌差分跳頻系統128
6．1電視制導系統跳頻通信中的關鍵問題129
6．2混沌跳頻序列的構造方法130
6．2．1混沌跳頻序列設計要求130
6．2．2基於Stop-and-Go鐘控混沌映射跳頻碼的構造方案131
6．2．3跳頻碼性能分析136
6．3基於差分跳頻G函數的自同步設計143
6．3 ．1差分跳頻轉移函數143
6．3．2快速掃描自同步法144
6．3．3 DFH系統誤碼率分析149
6．4本章小結155

第三部分計算機模擬和半實物模擬研究

第7章混沌保密通信理論在電視制導系統中的模擬實驗159
7．1基於DSP電路的控制指令加密方案160
7．1．1兼容性分析160
7．1．2加密認證算法的DSP實現161
7．1． 3算法的CCS 3．1軟件模擬及評價166
7．2電視制導系統圖像加密算法的VC++ 6．0實現方案170
7．2．1基於VC++ 6．0的圖像加/解密半實物模擬實驗170
7 ．2．2加密時間和抗攻擊性能173
7．3本章小結175

第8章總結與展望176
8．1研究工作總結176
8．2研究工作展望178

附錄A參數和初值策略表180

附錄B S -盒設置182

參考文獻185