混沌系统的同步及在保密通信中的应用 9787030330246 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王兴元 著

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• 混沌系统
• 同步
• 保密通信
• 非线性动力学
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• 控制理论
• 信号处理
• 数学物理
• 应用数学

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030330246

商品编码：29866093781

包装：平装

出版时间：2012-01-01

图书基本信息
图书名称	混沌系统的同步及在保密通信中的应用	作者	王兴元
定价	98.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030330246	出版日期	2012-01-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	1.044Kg

内容简介

本书从非线性科学的角度介绍了混沌控制与同步、混沌保密通信的基本原理和外发展概况，以及作者对混沌系统的同步及其在保密通信中的应用研究所取得的成果．主要内容有：混沌控制及保密通信的发展史及其基本理论与方法，混沌系统的完全同步和广义同步，几种典型的混沌遮掩、混沌键控和混沌调制的保密通信方法． 本书深入浅出，图文并茂，文献丰富，可供理工科大学教师、高年级本科生、研究生阅读，也可供自然科学和工程技术领域中的研究人员参考．

作者简介

目录

章 绪论 1.1 混沌的产生、发展与意义 1.1.1 混沌的起源与产生过程 1.1.2 混沌研究的意义 1.2 混沌研究的作用、现状与展望 1.3　混沌控制与同步简介 1.4　混沌保密通信简介 1.5　本书的基本特征 1.5.1 本书的主要研究内容 1.5.2 本书采用的研究方法 1.5.3 本书的主要创新之处 参考文献 第2章 混沌控制及保密通信的基本理论与方法 2.1　混沌的基本理论 2.1.1 混沌的特征 2.1.2 混沌的定义 2.1.3 奇怪吸引子 　2.2 混沌研究的判据与准则 2.2.1 相空间重构 2.2.2 功率谱分析 2.2.3 Lyapunov指数 2.3　混沌控制的基本理论 2.3.1 自适应控制原理 2.3.2 反馈控制原理 2.3.3 非反馈控制原理 2.4　混沌同步的几种基本方法 2.4.1 反馈同步法 2.4.2　激活控制法 2.4.3 全局同步法 2.4.4 基于观测器的同步法 2.5 混沌同步在保密通信中的应用 2.5.1 混沌同步通信的优势 2.5.2 混沌保密通信的应用方案 2.5.3 超混沌系统的构造与电路设计 2.5.4 混沌保密通信中值得注意的几个问题 参考文献 第3章 混沌系统的完全同步 3.1 自适应同步 3.1.1 同结构混沌系统间的自适应完全同步 3.1.2 异结构混沌系统间的自适应完全同步 3.2　线性耦合同步 3.2.1 统一混沌系统的线性耦合同步 3.2.2 单向耦合混沌同步 3.2.3 存在扰动的线性耦合混沌同步 3.2.4 混沌系统实现脉冲同步的简单判据 3.2.5 两种脉冲混沌同步的比较 3.3　非线性反馈同步 3.3.1 主动控制法 3.3.2 Lorenz混沌系统的滑模控制 3.3.3 基于非奇异快速终端滑模的混沌同步 3.3.4 基于状态观测器实现蔡氏超混沌系统的同步 3.3.5 一种新的超混沌Lorenz系统的全局同步 3.1 其他几种混沌同步的方法 3.4.1 基于OPNCL方法的时滞神经网络的异结构混沌同步 3.4.2 基于7DF方法的时滞神经网络的异结构混沌同步 参考文献 第4章 混沌系统的广义同步 4.1　反同步 4.1.1 统一混沌系统的反同步 4.1.2 两个相同或不同超混沌系统间的反同步 4.1.3 一类延迟混沌神经网络的鲁棒反同步 4.1.4 滑模控制实现不确定混沌系统的反同步 4.1.5 三种方法实现超混沌Chen系统的反同步 4.2 投影同步 4.2.1 基于线性分离的自治混沌系统的投影同步 　　…… 第5章 混沌同步在保密通信中的应用

编辑推荐

文摘

序言

《系统科学与工程研究文库：混沌系统的同步及在保密通信中的应用》 内容概述 本书深入探讨了混沌系统这一引人入胜的科学领域，重点聚焦于混沌系统的同步现象及其在现代保密通信技术中的重要应用。全书以系统科学与工程研究的视角，严谨而全面地阐述了混沌理论的基础概念、同步机制的演化以及利用混沌特性实现安全通信的创新方法。作者不仅梳理了该领域数十年的研究脉络，更结合了最新的研究成果和前沿技术，为读者呈现了一幅关于混沌与通信交织的宏大图景。 第一部分：混沌系统的基本理论与特性 在深入探讨混沌同步与应用之前，本书首先为读者构建了扎实的理论基础。第一章详细介绍了混沌现象的起源和发展，追溯了洛伦兹、费根鲍姆等先驱的开创性工作。在此基础上，书中对混沌系统的定义、辨识方法以及关键特性进行了深入剖析，包括： 确定性与不可预测性： 阐释了混沌系统虽然遵循严格的确定性动力学方程，但由于对初始条件极其敏感（即“蝴蝶效应”），其长期演化行为却呈现出高度的不可预测性。通过大量的数值模拟和数学推导，展现了混沌轨迹如何快速发散，使得对系统状态的精确预测在现实中变得不可能。 分形结构： 深入探讨了混沌系统吸引子所展现出的复杂的分形几何特征。书中结合了李雅普诺夫指数、盒计数维数等概念，解释了吸引子为何具有无限的细节和自相似性，以及这种分形特性如何反映了系统的内在复杂性。 遍历性与统计规律： 即使混沌系统的个体轨迹难以预测，但其长时间平均行为却表现出一定的统计规律。本书探讨了遍历性的概念，并说明了如何通过统计方法来描述混沌系统的宏观行为，为后续的应用奠定了基础。 混沌系统的模型与分析： 介绍了多种典型的混沌系统模型，如Lorenz系统、Rossler系统、Duffing振子、Mackey-Glass系统等，并详细阐述了研究这些系统动力学行为的常用数学工具，包括相空间重构、Lyapunov指数计算、Poincaré截面分析等。 第二部分：混沌系统的同步原理与实现 混沌系统的同步是本书的核心内容之一，也是其在保密通信中应用的关键。本书系统地梳理了混沌同步的研究历程，并详细介绍了各种同步实现方法： 混沌同步的基本概念： 阐释了混沌同步的含义，即两个或多个混沌系统在一定条件下，其状态变量能够随时间同步演化，即使它们的初始状态不同。在此基础上，定义了不同类型的同步，如完全同步、广义同步、部分同步、反同步等，并分析了它们之间的联系与区别。 主从耦合同步： 这是最常见也是最早被研究的同步方式。书中详细阐述了主系统（Master）和从系统（Slave）的耦合结构，以及如何设计耦合函数使得从系统能够模仿主系统的混沌信号。作者通过详细的数学分析和仿真实验，揭示了主从同步的条件和稳定性。 响应同步： 探讨了从系统对主系统信号的响应，即使从系统本身的动力学方程与主系统有所不同。这为实现更灵活的混沌同步提供了可能。 互耦合同步： 研究了两个或多个系统之间相互耦合，最终达到同步状态。这种方式在分布式系统中具有重要意义。 无耦合同步（或零驱动同步）： 探讨了在没有显式主从耦合的情况下，某些特殊的混沌系统如何自行同步，这主要依赖于系统自身的内禀特性。 各种同步方法的分析： 本书对不同同步方法的优缺点、适用范围、实现难度以及对噪声的鲁棒性进行了深入比较。例如，讨论了驱动响应同步的有效性，以及如何通过状态观测器来实现同步，即使主系统的所有状态变量都无法直接观测。 第三部分：混沌同步在保密通信中的应用 将混沌同步的强大特性引入保密通信领域，是本书的另一大亮点。书中详细介绍了如何利用混沌信号的高随机性和不可预测性来构建安全可靠的通信系统。 混沌保密通信的基本原理： 阐述了利用混沌信号作为载波或信息源，通过同步技术实现信息的安全传输。其核心思想是：发送端产生一个特定的混沌信号，并将待传输的保密信息调制到该混沌信号上；接收端则利用一个与发送端同步的混沌系统，接收并解调出原始的保密信息。由于混沌信号的复杂性，任何非授权的截获者都难以在不知道发送端混沌系统参数和调制方式的情况下，重构出原始的混沌信号，从而无法获取保密信息。 基于混沌主从同步的加密通信： 详细介绍了几种经典的混沌加密通信方案，如混沌锁相环、混沌尺度的调制、混沌的参数调制等。书中分析了这些方案的加密原理、解密过程，并对其安全性进行了评估。 基于混沌广义同步的加密通信： 探讨了利用广义同步实现信息传输的优势，例如，可能降低对系统精确同步的要求，或在特定条件下提供更高的安全性。 混沌通信系统的安全性分析： 对比了不同混沌通信方案的安全性，并讨论了可能存在的攻击方式，如截获与重放攻击、截获与重构攻击、侧信道攻击等。书中也介绍了提高混沌通信系统安全性的对策，例如，采用更复杂的混沌系统、增加调制信息的复杂性、引入伪随机序列等。 混沌通信的实际实现与挑战： 讨论了混沌通信系统在实际工程中可能遇到的挑战，包括硬件实现的复杂性、噪声干扰对同步和解调的影响、带宽限制等。并介绍了一些先进的混沌信号生成和处理技术，以及如何通过优化算法和硬件设计来克服这些挑战。 混沌在其他保密通信相关领域的应用： 除了直接的加密通信，书中还简要介绍了混沌技术在数据隐藏、身份认证、密钥生成等方面的潜在应用，展现了混沌科学的广阔前景。 第四部分：研究前沿与发展趋势 在系统阐述了混沌同步及其在保密通信中的应用后，本书的最后部分着眼于该领域的最新研究进展和未来发展方向。 自适应同步与分布式混沌系统： 探讨了如何设计能够自适应调整参数以实现同步的混沌系统，以及在分布式网络中实现大规模混沌同步的挑战与机遇。 混沌在量子保密通信中的融合： 展望了混沌理论与量子信息科学相结合的可能性，探讨其在构建更高级别的安全通信系统中的潜在作用。 基于机器学习的混沌同步与应用： 介绍了如何利用机器学习算法来识别混沌系统、预测其演化、设计更有效的同步策略，并将其应用于保密通信场景。 混沌通信在物联网与5G/6G网络中的应用： 探讨了混沌技术在未来低功耗、广连接、高速率通信网络中的应用潜力，尤其是在需要高安全性的场景下。 开放性问题与未来研究方向： 指出了当前混沌同步与保密通信研究中仍存在的未解决问题，例如，更普适的安全性证明、更高效鲁棒的同步算法、以及在资源受限环境下的应用等，为未来的研究者提供了宝贵的启示。 本书特色 理论与实践相结合： 本书不仅深入探讨了混沌理论的数学基础，更注重其在实际工程应用中的体现，特别是在保密通信领域的具体实现方案。 结构清晰，逻辑严谨： 内容组织由浅入深，从基础理论到高级应用，层层递进，逻辑清晰，便于读者理解和掌握。 涵盖面广，前沿性强： 全面介绍了混沌同步研究的经典方法和最新进展，并对未来的发展趋势进行了展望。 适合读者群体广泛： 无论是对混沌科学感兴趣的本科生、研究生，还是从事相关领域研究的科研人员、工程师，本书都能提供有价值的参考。 《混沌系统的同步及在保密通信中的应用》是一部集学术性、前沿性和应用性于一体的专著，对于推动混沌科学在通信安全领域的深入发展具有重要的理论和实践意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大收获，或许在于它拓展了我对“信息安全”的认知维度。以往，我总是从密码学、网络安全协议等角度来理解信息安全，而这本书则向我展示了一条全新的、基于物理系统特性的安全保障路径。混沌的内在属性，其随机性和不可预测性，本身就构成了最天然的安全屏障。作者的洞察力在于，他能够从宏观的混沌动力学理论中，挖掘出可以用于微观信息编码和传输的实用价值。这种从宏观到微观的思维跳跃，无疑是极具创造性的。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书对于我来说，是一次非常充实和富有启发性的阅读体验。它让我得以一窥混沌理论的深邃世界，并理解它如何能够为信息安全领域带来革命性的突破。虽然其中部分复杂的数学内容对我而言是挑战，但作者的循循善诱，以及书中丰富的图示和案例，都极大地降低了阅读的门槛。我强烈推荐给所有对混沌理论、信息安全以及跨学科研究感兴趣的读者。它不仅能增长知识，更能激发思考，让我对科学的未来充满期待。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对前沿科技充满兴趣的普通读者，我常常在阅读科普读物时感到意犹未尽，总觉得少了些深入的细节和严谨的论证。而这本书，恰恰弥补了我的这一遗憾。它并没有止步于表面现象的描述，而是深入到混沌动力学和信息安全算法的底层逻辑。作者在讨论同步方法时，对各种方法的优劣势、适用条件都进行了细致的分析，并给出了相应的评价。这让我觉得，这不仅仅是一本介绍理论的书，更是一本包含了大量研究成果和实践经验的宝典。我甚至开始思考，这些理论如何在更广泛的领域中得到应用，例如天气预报、金融市场分析，甚至生物系统的复杂性研究。

评分☆☆☆☆☆

我特别留意了书中关于混沌保密通信在实际应用中可能遇到的挑战和未来的发展方向。作者并没有回避这些问题，而是坦诚地讨论了混沌系统对噪声的敏感性、实现混沌同步的硬件成本以及在复杂网络环境下的性能问题。这种对研究不足之处的客观评价，反而让我对作者的专业性和诚实度更加信服。我甚至开始期待，未来的研究能够克服这些障碍，让基于混沌的保密通信技术真正普及开来，为我们的信息安全提供更强大的保障。这种对未来发展的展望，为这本书增添了更强的启迪性。

评分☆☆☆☆☆

读这本书的过程，对我而言更像是一次思维的洗礼。我习惯了理解确定性的世界，而混沌的出现，让我开始重新审视“随机”和“预测”的边界。作者通过大量的实例和理论推导，让我看到了隐藏在看似混乱现象背后的规律。更重要的是，他将这种规律巧妙地应用于保密通信领域，解决了一个现实世界中的重大难题。我开始体会到，科学的魅力不仅仅在于发现新事物，更在于如何利用这些发现来改善我们的生活。这本书让我对“学以致用”有了更深刻的理解，也让我对那些默默奉献在科研前沿的学者们充满了敬意。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就带着一种深邃而引人入胜的哲学意味，光影的交错，复杂的线条，仿佛预示着书中将要展开的宏大叙事。拿到它的时候，我便被那股科研书籍特有的沉静又充满力量的气息所吸引。我并非是混沌理论领域的科班出身，但对科学的未知领域总是怀有强烈的好奇心。这本书的标题“混沌系统的同步及在保密通信中的应用”听起来就充满了挑战性和前沿性，它将两个看似风马牛不相及的概念——混沌和保密通信——巧妙地联系在一起，这本身就激起了我极大的求知欲。我开始想象，那些看似随机、难以预测的混沌现象，如何能够被巧妙地驾驭，进而服务于我们对信息安全至关重要的需求？这种跨界整合的思路，让我觉得作者一定是一位极富洞察力和创新精神的学者。

评分☆☆☆☆☆

我深切地感受到，作者在撰写这本书时，一定倾注了大量的心血和研究。书中的参考文献列表非常详实，表明了作者对现有研究成果的充分借鉴和梳理。而且，他对于一些关键概念的阐述，都力求做到精确和严谨。例如，在解释不同类型的混沌同步时，他会区分开各种同步模式，并给出明确的数学定义。这种精益求精的态度，是我在很多书籍中都难以见到的。即使是那些相对容易理解的章节，作者也始终保持着对科学的敬畏之心，不夸大其词，不故弄玄虚。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排也十分合理，每一章节都像是一个精心设计的阶梯，引导读者层层深入。从基础理论的引入，到同步机制的详解，再到具体应用场景的阐述，过渡自然流畅。我特别欣赏作者在每个部分都提供了大量的图表和仿真结果，这极大地帮助我理解抽象的理论概念。那些描绘混沌吸引子、同步轨迹的图形，让冰冷的公式充满了生命力。即使是一些复杂的数学模型，在可视化呈现下也变得更加直观易懂。我也尝试着去理解书中提到的各种同步准则和稳定性分析，虽然这对我来说是相当大的挑战，但作者的耐心讲解让我感受到了学术研究的严谨性和探索的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

翻开书页，扑面而来的是严谨的学术语言和精妙的数学符号，一开始的确让我有些望而却步。然而，作者并没有一上来就抛出艰深的公式，而是用相对浅显的比喻和生动的案例，逐步引导我进入混沌世界的奇妙图景。我尤其喜欢作者在介绍“蝴蝶效应”时，描绘的那种微小扰动引发巨大变化的戏剧性场景，这让我对混沌的不可预测性有了直观的认识。随后，作者开始深入探讨混沌系统的同步问题，这是一个我之前从未接触过的概念。他详细地阐述了不同类型的混沌同步，以及实现同步的各种方法和技术。我反复阅读了关于耦合混沌系统、主从混沌系统同步的章节，试图理解其中复杂的动力学过程。尽管有些数学推导我无法完全消化，但我能感受到作者的逻辑清晰，论证严密，仿佛一幅幅精密的数学蓝图在我眼前徐徐展开。

评分☆☆☆☆☆

当我的思绪逐渐适应了混沌的“无序”之后，书中关于保密通信的应用部分便像一道曙光，照亮了混沌理论的现实意义。作者是如何将混沌的特性转化为安全通信的基石的？这是我最为好奇的。他详细介绍了基于混沌的伪随机序列生成、混沌加密和解密过程。我印象深刻的是，他提到利用混沌系统的“对初值敏感”的特点，来设计能够快速扩散信息、难以被破解的加密算法。我仿佛看到，每一个微小的初始差异，都在混沌系统中被放大，从而产生独一无二的密钥，使得窃听者即使掌握了部分信息，也无法重构原始的通信内容。这种将看似混乱的物理现象转化为坚不可摧的信息屏障的构想，让我惊叹于人类智慧的无穷潜力。