六维超混沌通信加密电路的制作方法

文档序号:21139902发布日期:2020-06-17 01:04阅读:193来源:国知局
六维超混沌通信加密电路的制作方法

本实用新型涉及通信领域,特别涉及一种六维超混沌通信加密电路。



背景技术:

混沌(chaos)是指确定性动力学系统因对初值敏感而表现出的不可预测的、类似随机性的运动,1990年以来,混沌保密通信和混沌加密技术已成为国际电子通信领域的一个热门课题,迄今为止,混沌在保密通信中的应用大致可分为三类:第一类是直接利用混沌进行秘密通信;第二类是利用同步的混沌信号进行秘密通信;第三类是基于混沌序列的数字加密通信,第二类是当前的一大研究热点,已成为高新技术的新领域,并且随着通讯的日益增多,加强通讯保密性已经势在必行。

混沌系统复杂的动力学行为、对初始条件的敏感性以及动力学行为的长期不可预测,以及其所具有的高容量的动态存储能力、低功率、低观察性、设备成本低廉,使得混沌很适用于保密通信,适合作为保密通信的载体。

低维自治混沌系统的带宽比较窄,应用在保密通信中效果差,信号容易被破译,但是高维超混沌系统动力学行为更复杂更难预测,将其应用在保密通信中将大大提高信号传输的保密程度,大大加强了抗攻击性。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种六维超混沌通信加密电路。

本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种六维超混沌通信加密电路,包括信号源、电源、驱动电路、响应电路、加密电路、解密电路、反相电路;所述电源与驱动电路、响应电路、加密电路、解密电路、反相电路相连,为整个电路提供稳定工作电压,信号源与加密电路的第一输入端相连,驱动电路的第一输出端与反相电路的输入端、响应电路的第一输入端相连,驱动电路的第二输出端与加密电路的第二输入端相连,反相电路的输出端与响应电路的第二输入端相连,响应电路的输出端与解密电路的第二输入端相连,加密电路的输出端与解密电路的第一输入端相连,解密电路的输出端输出解密后信号;信号源为整个保密通讯电路提供需要保密的信号s,从驱动电路的第二输出端中输出高维超混沌信号y,s和y两个信号经过加密电路进行叠加得到s1=s+y,使得驱动电路产生的高维超混沌信号y遮掩住需要保密的信号s,加密电路输出加密后信号s1至解密电路,从响应电路输出的高维超混沌信号y1用于解密信号,s1和y两个信号经过解密电路进行叠加得到s2=s1-y1,解密电路的输出端输出解密后信号s2,驱动系统和响应系统相同步后,响应电路产生的高维超混沌信号y1抵消掉加密后信号s1中的信号y,解密后得到的信号s2与加密前的原始信号s波形一致。

上述六维超混沌通信加密电路,所述驱动电路包括第三十八至第六十六电阻、第十六至第二十七运算放大器、第七至第十二电容、第七至第十二模拟乘法器;第三十八电阻、第三十九电阻、第四十电阻、第四十一电阻、第四十二电阻与第十六运算放大器、第七电容构成第一反相加法积分器,第五十五电阻、第六十一电阻与第二十二运算放大器构成第一反相器,第一反相加法积分器和第一反相电路构成第一维电路;第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻与第十七运算放大器、第八电容、第七模拟乘法器构成第二反相加法积分器,第五十六电阻、第六十二电阻与第二十三运算放大器构成第二反相器,第二反相加法积分器和第二反相电路构成第二维电路;第四十六电阻、第四十七电阻与第十八运算放大器、第九电容、第八模拟乘法器构成第三反相加法积分器,第五十七电阻、第六十三电阻与第二十四运算放大器构成第三反相器,第三反相加法积分器和第三反相电路构成第三维电路;第四十八电阻、第四十九电阻与第十九运算放大器、第十电容、第九模拟乘法器构成第四反相加法积分器,第五十八电阻、第六十四电阻与第二十五运算放大器构成第四反相器,第四反相加法积分器和第四反相电路构成第四维电路;第五十电阻、第五十一电阻、第五十二电阻与第二十运算放大器、第十一电容、第十模拟乘法器构成第五反相加法积分器,第五十八电阻、第六十四电阻与第二十六运算放大器构成第五反相器,第五反相加法积分器和第五反相电路构成第五维电路;第五十三电阻、第五十四电阻与第二十一运算放大器、第十二电容、第十一模拟乘法器、第十二模拟乘法器构成第六反相加法积分器,第六十电阻、第六十六电阻与第二十七运算放大器构成第六反相器,第六反相加法积分器和第六反相电路构成第六维电路。

上述六维超混沌通信加密电路,所述六维驱动电路第一维电路中,第三十八电阻的一端、第三十九电阻的一端、第四十电阻的一端、第四十一电阻的一端、第四十二电阻的一端连接在一起并接至第十六运算放大器的反相输入端,第三十八电阻的另一端连接第一维电路中的第十六运算放大器的输出端,第三十九电阻的另一端连接第二维电路中的第二十二运算放大器的输出端,第四十电阻的另一端连接第四维电路中的第二十七运算放大器的输出端,第四十一电阻的另一端连接第五维电路中的第二十八运算放大器的输出端,第四十二电阻的另一端连接第六维电路中的第二十九运算放大器的输出端,第十六运算放大器的同相输入端接地,所述第七电容跨接在第十六运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十六算放大器的输出端接第五十五电阻后接至第二十二运算放大器的反相输入端,第二十二运算放大器的同相输入端接地,所述第六十一电阻跨接在第二十二运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路第二维电路中,第四十三电阻的一端、第四十四电阻的一端、第四十五电阻的一端连接在一起并接至第十七运算放大器的反相输入端,第四十三电阻的另一端与第二十二运算放大器的输出端相连,第四十四电阻的另一端连接第十七运算放大器的输出端,第四十五电阻的另一端与第七模拟乘法器的输出端相连,第七模拟乘法器的其中一个输入端与第一维电路中第十六运算放大器的输出端相连,第八模拟乘法器的另一个输入端连接第三维电路中的第十八运算放大器的输出端,所述第十七运算放大器的同相输入端接地,第八电容跨接在第十七运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十七运算放大器的输出端经第五十六电阻后接至第二十五运算放大器的反相输入端,第二十三运算放大器的同相输入端接地,第六十二电阻跨接在第二十三运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路第三维电路中,第四十六电阻的一端、第四十七电阻的一端连接在一起并接至第十八运算放大器的反相输入端,第四十六电阻的另一端与第三维电路中的第十八运算放大器的输出端相连,第四十七电阻的另一端与第八模拟乘法器的输出端相连,第八模拟乘法器的其中一个输入端与第一维电路中的第二十二运算放大器的输出端相连,第八模拟乘法器的另一个输入端与第二维电路中的第十七运算放大器的输出端连接,所述第二十四运算放大器的同相输入端接地,第九电容跨接在第十八运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十八运算放大器的输出端经第五十七电阻后接至第二十四运算放大器的反相输入端,第二十四运算放大器的同相输入端接地,第六十三电阻跨接在第二十四运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路第四维电路中,第四十八电阻的一端、第四十九电阻的一端连接在一起并接至第十九运算放大器的反相输入端,第四十八电阻的另一端与第四维电路中的第十九运算放大器的输出端连接,第四十九电阻的另一端与第九模拟乘法器的输出端连接,第九模拟乘法器的其中一个输入端与第二维电路中的第十七运算放大器的输出端连接,第九模拟乘法器的另一个输入端与第三维电路中的第十八运算放大器的输出端相连,第十九运算放大器的同相输入端接地,第十电容跨接在第十九运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十九运算放大器的输出端经第五十八电阻后接至第二十五运算放大器的反相输入端,第二十五运算放大器的同相输入端接地,第六十四电阻跨接在第二十五运算放大器的反相输入端与输出端之间。

上述六维超混沌通信加密电路,所述六维驱动电路第五维电路中,第五十电阻的一端、第五十一电阻、第五十二电阻的一端连接在一起并接至第二十运算放大器的反相输入端,第五十电阻的另一端连接第五维电路中的第二十运算放大器的输出端,第五十一电阻的另一端连接第六维电路中的第二十七运算放大器的输出端,第五十二电阻的另一端与第十模拟乘法器的输出端相连,第十模拟乘法器的其中一个输入端与第一维电路中的第二十二运算放大器的输出端连接,第十模拟乘法器的另一个输入端与第三维电路中的第十八运算放大器的输出端连接,第二十运算放大器的同相输入端接地,第十一电容跨接在第二十运算放大器的反相输入端与输出端之间,第二十运算放大器的输出端经第五十九电阻连接到第二十六运算放大器的反相输入端,第二十六运算放大器的同相输入端接地,第六十五电阻跨接在第二十六运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路第六维电路中,第五十三电阻的一端、第五十四电阻的一端连接在一起并接至第二十一运算放大器的反相输入端,第五十三电阻的另一端与第十一模拟乘法器的输出端相连,第十一模拟乘法器的其中一个输入端与第三维电路中的第十八运算放大器的输出端连接,第十一模拟乘法器的另一个输入端与第六维电路中的第二十一运算放大器的输出端连接,第五十四电阻的另一端与第十二模拟乘法器的输出端相连,第十二模拟乘法器的其中一个输入端与第一维电路中的第二十二运算放大器的输出端连接,第十二模拟乘法器的另一个输入端与第二维电路中的第十七运算放大器的输出端连接,第二十一运算放大器的同相输入端接地,第十二电容跨接在第二十一运算放大器的反相输入端与输出端之间,第二十一运算放大器的输出端经第六十电阻连接到第二十七运算放大器的反相输入端,第二十七运算放大器的同相输入端接地,第六十六电阻跨接在第二十七运算放大器的反相输入端与输出端之间。

上述六维超混沌通信加密电路,所述六维驱动电路中,第十六运算放大器的输出端引出作为驱动电路的第一输出端,用于pc同步,使得响应系统与驱动系统实现同步,第十七运算放大器的输出端引出并作为驱动电路的第二输出端,作为高维信号来遮掩需要传递的信号。

上述六维超混沌通信加密电路,所述驱动电路包括第三十八至第六十六电阻、第十六至第二十七运算放大器、第七至第十二电容、第七至第十二模拟乘法器一一相对应的第一至第二十九电阻、第一至第十二运算放大器、第一至第六电容、第一至第六模拟乘法器,且响应电路中各元器件之间的连接关系与驱动电路中各元器件之间的连接关系的区别仅在于,去掉了从响应电路中第一维电路中的第一运算放大器输出端连接至其它处除第十八电阻和第二十四电阻外的所有连接,再将这些连接与驱动电路的第一输出端连接;去掉了从响应电路中第一维电路中的第七运算放大器输出端连接至其它处除第十八电阻和第二十四电阻外的所有连接,将这些连接与驱动电路的第一输出端经过反相电路得到的信号连接。

上述六维超混沌通信加密电路,其特征在于,所述加密电路包括第三十电阻、第三十一电阻、第三十五电阻、第十三运算放大器,第三十电阻的一端引出作为加密电路的第一输入端,用来接收需要加密的有效信号,第三十电阻的另一端与第十三运算放大器的反相输入端连接,第三十一电阻的一端引出作为加密电路的第二输入端,用来接收驱动电路的第二输出端输出的信号,第三十一电阻的另一端与第十三运算放大器的反相输入端连接,第十三运算放大器的同相输入端接地,第三十五电阻跨接在第十三运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十三运算放大器的输出端作为加密电路的输出端。

上述六维超混沌通信加密电路,所述解密电路包括第三十三电阻、第三十四电阻、第三十七电阻、第十四运算放大器,第三十三电阻的一端引出作为解密电路的第一输入端,用来接收待解密的信号,第三十三电阻的另一端与第十四运算放大器的反相输入端连接,第三十四电阻的一端引出作为解密电路的第二输入端,用来接收驱动系统中输出的解密信号,第三十四电阻的另一端与第十四运算放大器的反相输入端连接,第十四运算放大器的同相输入端接地,第三十七电阻跨接在第十四运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十四运算放大器的输出端作为解密电路的输出端。

上述六维超混沌通信加密电路,所述反相电路包括第三十二电阻、第三十六电阻、第十五运算放大器,第三十二电阻的一端作为反相电路的输入端,第三十二电阻的另一端连接第十五运算放大器的反相输入端,第十五运算放大器的同相输入端接地,第三十六电阻跨接在第十五运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十五运算放大器的输出端作为反相电路的输出端。

本实用新型的有益效果在于:本实用新型的信号源为需要传递的有效信息,为整个保密通讯电路提供需要保密的信号s,从驱动电路中输出高维超混沌信号y,s和y两个信号经过加密电路进行叠加得到s1=s+y,使得驱动电路产生的高维超混沌信号y遮掩住需要保密的信号s,加密电路输出加密后信号s1至解密电路,从响应电路输出的高维超混沌信号y1用于解密信号,s1和y1两个信号经过解密电路进行叠加得到s2=s1-y1,解密电路的输出端输出解密后信号s2,在经过短暂时间后,驱动系统和响应系统相同步后,响应电路产生的高维超混沌信号y1抵消掉加密后信号s1中的信号y,解密后得到的信号s2与加密前的原始信号s波形一致,本实用新型是高维超混沌保密通信电路,具有更加复杂的动力学性质,其参数带来误差的敏感性更大,辨识、估计或预测所造成的误差的发散速率越快,具有更多不同方向上的指数分离和拉伸折叠变换,且其具有局部更加混乱的结构,因此具有更高的保密安全性,十分适合用于信号的保密传输。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为图1中驱动电路的电路图。

图3为图1中响应电路的电路图。

图4为图1中加密电路的电路图。

图5为图1中解密电路的电路图。

图6为图1中反相电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示,一种六维超混沌通信加密电路,包括信号源、电源、驱动电路、响应电路、加密电路、解密电路、反相电路。加密电路由运算放大器和电阻组成的加法电路构成。所述电源与驱动电路、响应电路、加密电路、解密电路、反相电路相连,为整个电路提供稳定工作电源,信号源为需要加密的信号,与加密电路的第一输入端相连,驱动电路的第一输出端与反相电路的输入端、响应电路的第一输入端相连,驱动电路的第二输出端与加密电路的第二输入端相连,反相电路的输出端与响应电路的第二输入端相连,响应电路的输出端与解密电路的第二输入端相连,加密电路的输出端与解密电路的第一输入端相连,加密电路的输出端输出加密后信号,解密电路的输出端输出解密后信号;其具体加密方法特征在于,包括步骤如下。

(1)建立基底

(2)将作为原始信号,在时刻,采样数据分解成

(3)将分解后的数据与混沌系统的每一维序列相结合进行加密,加密后为,

(4)同步后,减去对应的同步混沌序列进行一次解密,得,

(5)将,得到,完成解密。

如图2所示,所述六维驱动电路包括第十六运算放大器u16、第十七运算放大器u17、第十八运算放大器u18、第十九运算放大器u19、第二十运算放大器u20、第二十一运算放大器u21、第二十二运算放大器u22、第二十三运算放大器u23、第二十四运算放大器u24、第二十五运算放大器u25、第二十六运算放大器u26、第二十七运算放大器u27、第三十八电阻r38、第三十九电阻r39、第四十电阻r40、第四十一电阻r41、第四十二电阻r42、第四十三电阻r43、第四十四电阻r44、第四十五电阻r45、第四十六电阻r46、第四十七电阻r47、第四十八电阻r48、第四十九电阻r49、第五十电阻r50、第五十一电阻r51、第五十二电阻r52、第五十三电阻r53、第五十四电阻r54、第五十五电阻r55、第五十六电阻r56、第五十七电阻r57、第五十八电阻r58、第五十九电阻r59、第六十电阻r60、第六十一电阻r61、第六十二电阻r62、第六十三电阻r63、第六十四电阻r64、第六十五电阻r65、第六十六电阻r66、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10、第十一电容c11、第十二电容c12、第七模拟乘法器a7、第八模拟乘法器a8、第九模拟乘法器a9、第十模拟乘法器a10、第十一模拟乘法器a11、第十二模拟乘法器a12;第三十八电阻r38,第三十九电阻r39,第四十电阻r40,第四十一电阻r41,第四十二电阻r42与第十六运算放大器u16、第七电容c7构成第一反相加法积分器,第五十五电阻r55和第六十一电阻r61与第二十二运算放大器u22构成第一反相器,第一反相加法积分器和第一反相电路构成第一维电路;第四十三电阻r43,第四十四电阻r44,第四十五电阻r45与第十七运算放大器u17、第八电容c8、第七模拟乘法器a7构成第二反相加法积分器,第五十六电阻r56,第六十二电阻r62与第二十三运算放大器u23构成第二反相器,第二反相加法积分器和第二反相电路构成第二维电路;第四十六电阻r46,第四十七电阻r47与第十八运算放大器u18、第九电容c9、第八模拟乘法器a8构成第三反相加法积分器,第五十七电阻r57,第六十三电阻r63与第二十四运算放大器u24构成第三反相器,第三反相加法积分器和第三反相电路构成第三维电路;第四十八电阻r48,第四十九电阻r49与第十九运算放大器u19、第十电容c10、第九模拟乘法器a9构成第四反相加法积分器,第五十八电阻r58,第六十四电阻r64与第二十五运算放大器u25构成第四反相器,第四反相加法积分器和第四反相电路构成第四维电路;第五十电阻r50,第五十一电阻r51,第五十二电阻r52与第二十运算放大器u20、第十一电容c11、第十模拟乘法器a10构成第五反相加法积分器,第五十八电阻r58,第六十四电阻r64与第二十六运算放大器u26构成第五反相器,第五反相加法积分器和第五反相电路构成第五维电路;第五十三电阻r53,第五十四电阻r54与第二十一运算放大器u21、第十二电容c12、第十一模拟乘法器a11构成第六反相加法积分器,第六十电阻r60,第六十六电阻r66与第二十七运算放大器u27构成第六反相器,第六反相加法积分器和第六反相电路构成第六维电路。

所述六维驱动电路第一维电路中,第三十八电阻的一端、第三十九电阻的一端、第四十电阻的一端、第四十一电阻的一端、第四十二电阻的一端连接在一起并接至第十六运算放大器的反相输入端,第三十八电阻的另一端连接第一维电路中的第十六运算放大器的输出端,第三十九电阻的另一端连接第二维电路中的第二十二运算放大器的输出端,第四十电阻的另一端连接第四维电路中的第二十七运算放大器的输出端,第四十一电阻的另一端连接第五维电路中的第二十八运算放大器的输出端,第四十二电阻的另一端连接第六维电路中的第二十九运算放大器的输出端,第十六运算放大器的同相输入端接地,所述第七电容跨接在第十六运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十六算放大器的输出端接第五十五电阻后接至第二十二运算放大器的反相输入端,第二十二运算放大器的同相输入端接地,所述第六十一电阻跨接在第二十二运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路第二维电路中,第四十三电阻的一端、第四十四电阻的一端、第四十五电阻的一端连接在一起并接至第十七运算放大器的反相输入端,第四十三电阻的另一端与第二十二运算放大器的输出端相连,第四十四电阻的另一端连接第十七运算放大器的输出端,第四十五电阻的另一端与第七模拟乘法器的输出端相连,第七模拟乘法器的其中一个输入端与第一维电路中第十六运算放大器的输出端相连,第八模拟乘法器的另一个输入端连接第三维电路中的第十八运算放大器的输出端,所述第十七运算放大器的同相输入端接地,第八电容跨接在第十七运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十七运算放大器的输出端经第五十六电阻后接至第二十五运算放大器的反相输入端,第二十三运算放大器的同相输入端接地,第六十二电阻跨接在第二十三运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路第三维电路中,第四十六电阻的一端、第四十七电阻的一端连接在一起并接至第十八运算放大器的反相输入端,第四十六电阻的另一端与第三维电路中的第十八运算放大器的输出端相连,第四十七电阻的另一端与第八模拟乘法器的输出端相连,第八模拟乘法器的其中一个输入端与第一维电路中的第二十二运算放大器的输出端相连,第八模拟乘法器的另一个输入端与第二维电路中的第十七运算放大器的输出端连接,所述第二十四运算放大器的同相输入端接地,第九电容跨接在第十八运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十八运算放大器的输出端经第五十七电阻后接至第二十四运算放大器的反相输入端,第二十四运算放大器的同相输入端接地,第六十三电阻跨接在第二十四运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路第四维电路中,第四十八电阻的一端、第四十九电阻的一端连接在一起并接至第十九运算放大器的反相输入端,第四十八电阻的另一端与第四维电路中的第十九运算放大器的输出端连接,第四十九电阻的另一端与第九模拟乘法器的输出端连接,第九模拟乘法器的其中一个输入端与第二维电路中的第十七运算放大器的输出端连接,第九模拟乘法器的另一个输入端与第三维电路中的第十八运算放大器的输出端相连,第十九运算放大器的同相输入端接地,第十电容跨接在第十九运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十九运算放大器的输出端经第五十八电阻后接至第二十五运算放大器的反相输入端,第二十五运算放大器的同相输入端接地,第六十四电阻跨接在第二十五运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路第五维电路中,第五十电阻的一端、第五十一电阻、第五十二电阻的一端连接在一起并接至第二十运算放大器的反相输入端,第五十电阻的另一端连接第五维电路中的第二十运算放大器的输出端,第五十一电阻的另一端连接第六维电路中的第二十七运算放大器的输出端,第五十二电阻的另一端与第十模拟乘法器的输出端相连,第十模拟乘法器的其中一个输入端与第一维电路中的第二十二运算放大器的输出端连接,第十模拟乘法器的另一个输入端与第三维电路中的第十八运算放大器的输出端连接,第二十运算放大器的同相输入端接地,第十一电容跨接在第二十运算放大器的反相输入端与输出端之间,第二十运算放大器的输出端经第五十九电阻连接到第二十六运算放大器的反相输入端,第二十六运算放大器的同相输入端接地,第六十五电阻跨接在第二十六运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路第六维电路中,第五十三电阻的一端、第五十四电阻的一端连接在一起并接至第二十一运算放大器的反相输入端,第五十三电阻的另一端与第十一模拟乘法器的输出端相连,第十一模拟乘法器的其中一个输入端与第三维电路中的第十八运算放大器的输出端连接,第十一模拟乘法器的另一个输入端与第六维电路中的第二十一运算放大器的输出端连接,第五十四电阻的另一端与第十二模拟乘法器的输出端相连,第十二模拟乘法器的其中一个输入端与第一维电路中的第二十二运算放大器的输出端连接,第十二模拟乘法器的另一个输入端与第二维电路中的第十七运算放大器的输出端连接,第二十一运算放大器的同相输入端接地,第十二电容跨接在第二十一运算放大器的反相输入端与输出端之间,第二十一运算放大器的输出端经第六十电阻连接到第二十七运算放大器的反相输入端,第二十七运算放大器的同相输入端接地,第六十六电阻跨接在第二十七运算放大器的反相输入端与输出端之间。

所述六维驱动电路中,第十六运算放大器的输出端引出作为驱动电路的第一输出端,用于pc同步,使得响应系统与驱动系统实现同步,第十七运算放大器的输出端引出并作为驱动电路的第二输出端,作为高维信号来遮掩需要传递的信号。

如图3所示,所述响应电路包括与驱动电路中的第三十八电阻r38至第六十六电阻r66、第十六运算放大器u16至第二十七运算放大器u27、第七电容c7至第十二电容c12、第七模拟乘法器a7至第十二模拟乘法器a12一一相对应的第一电阻r1至第二十九电阻r2、第一运算放大器u1至第十二运算放大器u12、第一电容c1至第六电容c6、第一模拟乘法器a1至第六模拟乘法器a6,且响应电路中各元器件之间的连接关系与驱动电路中各元器件之间的连接关系大致相同,其区别在于,去掉了从响应电路中第一维电路中的第一运算放大器u1输出端连接至其它处除第十八电阻r18和第二十四电阻r24外的所有连接,再将这些连接与驱动电路的第一输出端,即x连接,去掉了从响应电路中第一维电路中的第七运算放大器u7输出端连接至其它处除第十八电阻r18和第二十四电阻r24外的所有连接,将这些连接与驱动电路的第一输出端经过反相电路得到的信号,即-x连接,响应电路中的第二运算放大器u2的输出端,即y1作为响应电路的输出端,用于信号解密。

如图4所示,所述加密电路包括第三十电阻r30,第三十一电阻r31,第三十五电阻r35、第十三运算放大器u13,第三十电阻r30的一端引出作为加密电路的第一输入端,用来接收需要加密的有效信号s,第三十电阻r30的另一端与第十三运算放大器u13的反相输入端连接,第三十一电阻r31的一端引出作为加密电路的第二输入端,用来接收驱动电路输出的第二输出端的信号y,第三十一电阻r31的另一端与第十三运算放大器的反相输入端连接,第十三运算放大器的同相输入端接地,第三十五电阻r35跨接在第十三运算放大器的反相输入端与输出端之间,第十三运算放大器u13的输出端作为加密电路的输出端。

如图5所示,所述解密电路包括第三十三电阻r33,第三十四电阻r34,第三十七电阻r37、第十四运算放大器u14,第三十三电阻r33的一端引出作为解密电路的第一输入端,用来接收待解密的信号s1,第三十三电阻r33的另一端与第十四运算放大器u14的反相输入端连接,第三十四电阻r34的一端引出作为解密电路的第二输入端,用来接收驱动系统中输出的解密信号y1,第三十四电阻r34的另一端与第十四运算放大器u14的反相输入端连接,第十四运算放大器u14的同相输入端接地,第三十七电阻r37跨接在第十四运算放大器u14的反相输入端与输出端之间,第十四运算放大器u14的输出端作为解密电路的输出端。

如图1、图4、图5所示,图中以函数发生器指代信号源,此为需要传递的有效信息,为整个保密通讯电路提供需要保密的信号s,从驱动电路中输出高维超混沌信号y,s和y两个信号经过加密电路进行叠加得到s1=s+y,使得驱动电路产生的高维超混沌信号y遮掩住需要保密的信号s,加密电路输出加密后信号s1至解密电路,从响应电路输出的高维超混沌信号y1用于解密信号,s1和y1两个信号经过解密电路进行叠加得到s2=s1-y1,解密电路的输出端输出解密后信号s2,在经过短暂时间后,驱动系统和响应系统相同步后,响应电路产生的高维超混沌信号y1抵消掉加密后信号s1中的信号y,解密后得到的信号s2与加密前的原始信号s波形一致。

如图6所示,所述反相电路包括第三十二电阻r32、第三十六电阻r36、第十五运算放大器u15,第三十二电阻r32的一端作为反相电路的输入端,第三十二电阻r32的另一端连接第十五运算放大器u15的反相输入端,第十五运算放大器u15的同相输入端接地,第三十六电阻r36跨接在第十五运算放大器u15的反相输入端与输出端之间,第三十五运算放大器u35的输出端作为反相电路的输出端。

所述第一至第三十五运算放大器均采用tl085,第一至第十二模拟乘法器均采用ad633。

本实用新型的工作原理如下,首先驱动系统因自激振荡产生信号,从驱动系统中输出x且经过反相电路得到-x,将x和-x信号输入到响应系统中,利用驱动响应同步方法,实现在不同初值情况下的驱动系统和响应系统的同步,从而从驱动系统和响应系统中得到两个在短暂时间后便一致的高维超混沌加密信号y和高维超混沌解密信号y1,信号源输出需要传递的有效信号s(需要注意的是有效信号s的电压幅值需小于或远小于加密信号电压幅值),经过加密电路后与加密信号y叠加,得到信号s1=s+y,信号发送方发出信号s1,当接收方收到s1,经过解密电路与y1叠加,得到解密后信号s2=s1-y1,在经过短暂时间后,驱动系统和响应系统达到同步,可得到y1=y,则接收到的s2=s,则实现了解密,得到了有效信号,其中,通过稳压整流电路,可将普通家庭用电220v交流电转换为直流电压为整个电路提供电源,增强了系统的实用性。

本实用新型所涉及的系统无量纲数学模型如下。

式(1)中,为系统状态变量,为系统参数,其数值分别为

为方便电路实现以及方便示波器显示,将以上无量纲数学模型修改成如下模型。

按照式(2)可得出本实用新型驱动系统的电路方程为。

综合式(2)、式(3),使电容

可以求得所有电阻的值分别为。

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