Details

Целью работы является повышение уровня конфиденциальности и эффективности передачи информации в телекоммуникационных системах. Задачи, которые решаются в работе: 1) Анализ методов и существующих решений по использованию детерминированного хаоса для передачи информации; 2) анализ математических моделей динамических систем, которые могут генерировать хаос; 3) выбор средств и алгоритмов для численного расчета и моделирования нелинейных систем; 4) моделирование синхронно связанных хаотичных систем; 5) моделирование процесса передачи сигналов с помощью хаотичных систем; 6) разработка алгоритма и программная реализация шифрования данных дискретными хаотичными последовательностями. Объект исследования – процесс конфиденциальной передачи информационных сигналов по каналам связи в телекоммуникационных системах. Предмет исследования – методы и средства конфиденциальной передачи информационных сигналов с помощью устройств с хаотичной динамикой. Научно-практическая новизна работы: 1) Получил развитие метод шифрования данных на основе дискретных хаотических последовательностей. На базе дискретно – временной Динамической модели Лоренца был разработан алгоритм шифрования исходного массива байтов. 2) Представлен ряд методов, основанных на теории детерминированного хаоса, с помощью которых возможно повысить эффективность и конфиденциальность передачи информации в телекоммуникационных система. На базе динамической системы Лоренца был разработан комплекс имитационных моделей хаотичных генераторов, систем синхронизации и передачи дискретных и аналоговых сигналов с помощью хаоса.

The purpose of the work is to increase the level of confidentiality and efficiency of information transfer in telecommunication systems. The tasks that are solved in the work: 1) Analysis of methods and existing decisions on the use of deterministic chaos for information transfer; 2) analysis of mathematical models of dynamic systems that can generate chaos;3) selection of tools and algorithms for numerical calculation and modeling of nonlinear systems; 4) simulating synchronously connected chaotic systems; 5) modeling the process of signal transmission using chaotic systems; 6) algorithm development and software implementation of data encryption by discrete chaotic sequences. The object of the study is the process of confidential transmission of information signals through communication channels in telecommunication systems. The subject of research is the methods and means of confidential transmission of information signals using devices with chaotic dynamics. Scientific and practical novelty of the work: 1) The method of encrypting data based on discrete chaotic sequences has been developed. Based on the discrete-time Dynamic Lorentz model, an algorithm for encrypting the original byte array was developed. 2) A number of methods based on the theory of deterministic chaos are presented, with the help of which it is possible to increase the efficiency and confidentiality of information transfer to telecommunications systems. Based on the dynamic Lorentz system, a complex of simulation models of chaotic generators, synchronization and transmission systems of discrete and analog signals using chaos was developed.

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СИНХРОНИЗАЦИИ ДВУХ ГЕНЕРАТОРОВ С ХАОТИЧЕСКОЙ ДИНАМИКОЙ
  • 1.1. Математическая модель хаотических генераторов
  • 1.2. Задача управления полной синхронизацией
  • 1.3. Синтез управления спектром характеристических показателей Ляпунова
  • 1.4. Линеаризация нелинейной системы
  • 1.5. Синтез управления полной синхронизацией хаотических систем
• ГЛАВА 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
  • 2.1. Предпосылки для использования хаоса для передачи информации
  • 2.2. Методы синхронизации хаотических систем
  • 2.3. Методы передачи информации на основе детерминированного хаоса
  • 2.4. Обзор методов защиты передачи информации
    • 2.4.1. Криптографические методы
    • 2.4.2. Стеганографические методы
    • 2.4.3. Защита программ и данных
  • 2.5. Выводы ко второму разделу и постановка задачи исследования
• ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ХАОТИЧЕСКИМ ПОВЕДЕНИЕМ
  • 3.1. Системы Лоренца и Реслера
  • 3.2 Генератор Дуффинга – Холмса
  • 2.3. Схема Чуа
  • 3.4 Выводы по третьему разделу
• ГЛАВА 4. АНАЛИЗ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЛОРЕНЦА
  • 4.1. Вычислительные методы решения дифференциальных уравнений и их систем средствами MATLAB/Simulink
    • 4.1.1. Метод Рунге – Кутты
    • 4.1.2. Развязка дифференциальных уровней динамических систем в среде визуального моделирования Simulink
    • 4.1.3. Оценка точности численной развязки дифференциальных уравнений
  • 4.2. Имитационное моделирование и многочисленное решение системы Лоренца
    • 4.2.1. Simulink – модель динамической системы Лоренца
      • 4.2.2. Многочисленная развязка системы Лоренца
    • 4.3. Расчет показателей Ляпунова
  • 4.4. Выводы по четвертом разделу
• ГЛАВА 5. МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ И ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ДЕТЕРМИНИРОВАНО ХАОСА НА БАЗЕ СИСТЕМЫ ЛОРЕНЦА
  • 5.1. Синхронизация двух связанных систем Лоренца
  • 5.2. Хаотическая маскировка узкополосных сигналов
  • 5.3 Передача битовых последовательностей путем переключения хаотичных режимов генератора
  • 5.4. Шифрование данных с помощью хаотичных последовательностей
  • 5.5. Выводы по пятому разделу
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
• ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРОГРАММА РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМА ШИФРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ ДИСКРЕТНЫМИ ХАОТИЧЕСКИМИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯМИ
• ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПОСТРОЕНИЕ АТТРАКТОРА РЁССЛЕРА
• ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПОСТРОЕНИЕ АТТРАКТОРА ЛОРЕНСА
• ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПОСТРОЕНИЕ ЛОГИСТИЧЕСКОЙ КАРТЫ