A study on synchronization of lorenz-based dicrete chaotic with application to communcation encryption

통신암호화에 응용된 로렌츠 기반 이산 카오스의 동기화에 관한 연구

  • 박철 (가산전자) ;
  • 김영태 (광운대학교 전자통신공학과) ;
  • 고형화 (광운대학교 전자통신공학과)
  • Published : 1997.11.01

Abstract

In this paper, a computer simulation of the Lornz discrete chaotic system is described. The chotic behavior closely matches the results predicted by numerical simulations. Using the concept of discrete synchronized chaotic systems, the possibility of a secure communication is proved by simulating the Lorenz system in both the transmitter and receiver. In the proposed approach, at first, a chaotic modulating signal is multiplied with the message, and these are transmitted with adding a chaotic modulating signals, and then at the receiver, the chaotic modulating signal is regenerated and divided from the receiver signal. Varying a smapling time interval to calibrate the robustness of the Lorenz discrete synchronized chaotic system as a nonlinear state estimator, we measured the performance of the Lorenz discrete syncrhonized chaotic system by comparing the synchronization error and the error between transmitted signal and received signal.

본 논문에서는 카오스 현상을 발생시키는 이산 로렌츠 시스템의 컴퓨터 모의 실험에 대한 방법을 제시하였다. 모의 실험에서의 카오스적인 움직임은 수치해석에 의해 예측된 결과와 일치하였다. 동기화된 카오스 시스템의 원리를 사용함으로써, 비화통신을 위한 접근 방법 로렌츠 방정식을 코딩한 송.수신기를 컴퓨터를 사용, 모의 실험함으로써 증명하였다. 송신기에서는 카오스 신호를 사용해서 보내고자 하는 메시지를 먼저 카오스 신호와 곱하고 다시 카오스 신호를 더해서 전송한다. 한편 수신기에서는 전송된 신호를 수신측 카오스 신호로 빼준 후에 다시 나누어서 전송된 메시지를 회복하는 방법을 사용하였다. 비선형 상태추정으로써 로렌츠 이산 카오스 동기 시스템의 견고성의 정도를 결정하기 위해서 샘플링 시간을 달리했으며, 이때 동기 오차와 그에 따른 송신신호와 수신신호와의 오차 값을 비교하여 성능을 평가하였다.

Keywords

References

  1. Phy. Rev. Lett. v.64 Synchoronization in Chaotic Systems L. M. Pecora;T.L. Carroll
  2. Phys. rev. v.44 Driving System with Chaotic Signals L. M. Pecora;T. L. Carroll
  3. IEEE Trans. Circuits and Syst. v.38 Synchronizing Chaotic Circuits T. L. Carroll;L. M. Carroll;Pecora
  4. MIT Res. Lab. Electron., TRn 570 Spread Spectrum Modulation and Signal Masking Using Synchronized Chaotic Systems K. M. Cuomo;A.V. Oppenheim;S. H. Isabelle
  5. Proc. IEEE ICASSP Signal Processing in the Context of Chaotic Signals A. V. Oppenheim;G. W. Wornell;S. H. Isabelle;K. M. Cuomo
  6. IEEE Transactions on Circuit and Systems v.40 no.10 Synchronization of Lorens-Based Chaotic Circuit with Application to Communication K. M. Cuomo;A. V. Oppenheim;Steven H. Strogatz
  7. 카오스응용 전략 合原一幸;德永蜂治
  8. 카오스란 무엇인가 Stephen H. Kellert
  9. Physica D v.9 Peter Grassberger;Itamar Procaccia
  10. J. Atmospheric Science v.20 Deterministic Nonperiodic Flow E. N. Lorenz
  11. Nonlinear Dynamics and Chaos S. H. Strogatz
  12. 높이깊이 C로 구현한 수치해석 지영준;김화준;허정권
  13. Sci. Am Mastering of Chaos W. L. Ditto;M. Louis
  14. Nonlinear Ordinary Differential Equations (2nd ed.) D. W. Jordon;P. Smith
  15. Phys. Rev A. v.46 Analysis and Synthesis of Synchronous Periodic and Chaotic Systems R. He;P. Vaidya
  16. MIT Res. Lab. Electron. TR 575 Synchronized Chaotic Circuits and Systemas for Communications K.M. Cuomo;A.V. Oppenheim
  17. Proc. IEEE ICASSP Chaotic Signals and Systems for Communications K.M. Cuomo;A.V. Oppenheim
  18. Phys. Rev. Lett. v.71 no.1 Circuit Implementation of Synchronized Chaos with Applications to Communications K.M. Cuomo;A. V. Oppenheim
  19. Int. J. Bifucation Chaos v.2 Experimental Demonstration of Secure Communication via Chaotic Synchronization L. Kocarev;K. Halle;K. Eckert;L. Chua