[发明专利]基于五维假分数阶及混沌移位键控的电子锁保密通信方法

说明书

本发明提出了一种基于五维假分数阶及混沌移位键控的电子锁保密通信方法，主要包括以下步骤：建立新的五维混沌系统、混沌系统离散化、利用系统混沌序列生成密码、采用混沌移位键控保密通信原理对密钥进行保密传输。本发明提出的混沌系统，能在真分数阶、整数阶及假分数阶出现混沌现象。混沌系统采用Adomian分解算法，其不需要大量的计算内存就能得到精度高、收敛快的近似解，应用在数字电路中能较好地得到离散后的混沌序列值。依据混沌系统特性，用混沌序列值作为密码能达到一次一密的效果。应用混沌移位键控保密原理将密钥映射到混沌序列中，隐藏数据特性。将动态密码与密钥的混沌移位键控保密通信结合起来，提高了电子锁的安全性能。

技术领域

本发明涉及通讯领域，特别涉及基于五维假分数阶及混沌移位键控的电子锁保密通信方法。

背景技术

现如今，随着人们对安全防范设施的要求越来越高，传统的机械式密码锁密码量少、安全性较差等缺点已不能满足安全技术防范要求，逐步被电子密码锁替代。且随着集成电路的发展，微处理器在电子锁中的应用也越来越广泛，使得电子锁功耗小、成本低，从而广泛应用于生产生活中。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于五维假分数阶及混沌移位键控的电子锁保密通信方法，包括建立新的五维假分数阶混沌系统、混沌系统的离散化、利用系统混沌序列伪随机性生成密码、采用混沌移位键控保密通信方法对密钥进行保密传输。新型五维假分数阶混沌系统能在真分数阶、整数阶以及假分数阶都出现混沌现象，且假分数阶和真分数阶混沌系统比整数阶混沌系统在适当阶数下混沌范围更大。混沌系统用于数字电路中时，使用性能较好的处理器是关键，而不需要大量的计算内存就能得到精度高、收敛快的近似解的Adomian混沌系统分解算法能减弱系统对处理器的依赖，从而能更好地应用单片机实现混沌系统。由于混沌序列的伪随机性和不可预测性，将其用于生成一次一密的动态密码时有良好的性能；此外，由于混沌对初始条件敏感性，使得混沌系统在不同的初始条件下开始演化，会得到互不相关的混沌序列，这使得基于混沌序列自相关特性以及互相关特性的混沌移位键控保密通信方案得以实现；从而将密钥的数据特性隐藏在混沌序列中，提高了传输过程中抗截获能力。因此基于五维假分数阶及混沌移位键控保密通信方法，在STM32F103单片机中能实现电子锁功能，且具有较高的保密性能、较低的成本。

一种基于五维假分数阶及混沌移位键控的电子锁保密通信方法，包括以下步骤：

步骤一：构建了五维假分数阶混沌系统；

步骤二：采用Adomian分解算法进行离散化处理；

步骤三：采用混沌序列生成动态密码；

步骤四：对密码进行处理并显示；

步骤五：矩阵键盘输入显示的密码作为密钥，并转换成二进制；

步骤六：采用混沌移位键控保密通信原理对密钥进行保密通信；

步骤七：根据密码与密钥是否相同控制电子锁动作。

所述于基于五维假分数阶及混沌移位键控的电子锁保密通信方法，所属步骤一中构建的五维假分数阶混沌系统的无量纲表达式为：

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