高維系統混沌特性及其符號動力學同步方法的研究

《高維系統混沌特性及其符號動力學同步方法的研究》是依託大連理工大學,由王興元擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高維系統混沌特性及其符號動力學同步方法的研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王興元

項目摘要

採用理論解析和數值實驗相結合的方法，揭示出高維系統通向混沌的道路，論證並構造出若干新的高維（超）混沌系統．在此基礎上，使用符號動力學方法研究高維混沌系統達到和保持不同類型同步（如完全、廣義、相、延遲、射影等同步）所需傳遞的信息、最小信道容量、同步精度和動力學條件；並利用傳遞轉移關係、噪聲引導和有限新信息傳輸等方法，結合適當的控制方案，實現高維混沌系統在非理想情況（如不確定參數漂移、外部干擾、噪聲、信道容量有限等）下的同步．設計基於上述同步的混沌保密通信系統，並在噪聲干擾和信道失真下研究其性能，驗證其有效性．. 本研究在高科技領域具有較好的套用前景和市場價值，其成果將對工程系統的設計和使用產生一定的影響．如在混沌密碼學中，利用基於符號動力學法的高維混沌系統廣義同步實現保密通信，會比一般混沌通信具有更好的實用性、保密性、更大的存儲容量和信息處理能力以及更強的魯棒性．

結題摘要

目前，高維系統的混沌理論及其符號動力學同步在高科技領域和工程實際問題中的套用，已經引起了各領域科學家們的關注，其研究進展已對工程系統的研究、設計和使用產生了一定的影響。本項目採用相空間重構技術和系統混沌的定量判據準則，揭示出高維非線性系統的普適動力學特徵，論證並構造出若干新的高維（復、超）混沌系統。在此基礎上，分別使用符號動力學的生成劃分和非生成劃分方法研究了高維混沌系統形成和保持不同類型同步（如完全同步、廣義同步、相同步、延遲同步、射影同步等）所需傳遞的信息、信道容量、同步精度和動力學條件；並利用傳遞轉移關係、噪聲引導和有限的新信息傳輸，結合適當的控制方案，實現了高維混沌系統在非理想情況（如不確定參數漂移、外部干擾、噪聲、信道容量有限等）下的不同類型同步。設計了基於上述同步的混沌保密通信系統，並在噪聲干擾和信道失真下研究其性能，驗證了其有效性。 現有基於混沌同步的保密通信都是建立在無限信道的基礎上的。而現實中，信道容量總是有限的。為此，利用符號動力學設計有限信道下高維系統混沌同步的保密通信方案，會比一般混沌通信具有更好的實用性、保密性、更大的存儲容量和信息處理能力以及更強的魯棒性。 上述研究已在國家科學技術學術著作出版基金支持下出版專著1部，在國外重要期刊發表相關論文28篇，且28篇論文被SCI索引，項目負責人連續2次入選2014-2015年Elsevier中國高被引學者榜單。作為主持人獲《高等學校科學研究自然科學二等獎》1項、《遼寧省自然科學三等獎》2項，獲美國發明專利授權3項，2012年入選遼寧省高等學校優秀科技人才支持計畫，2013年入選大連市第六批優秀專家。培養了博士研究生8人，碩士研究生24人，其中1人獲《ACM（美國計算機學會）中國優秀博士論文獎》。鑒於項目負責人在混沌密碼學理論創新性研究方面做出的突出貢獻，2015年他被選為中國密碼學會混沌保密通信專業委員會副會長。