激光混沌保密通信理论与应用 [Application and Theory of Chaotic Laser Secure Communications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

颜森林 著

图书标签:

• 激光混沌
• 混沌通信
• 保密通信
• 信息安全
• 非线性光学
• 激光技术
• 物理学
• 通信工程
• 密码学
• 混沌动力学

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118097313

版次：1

商品编码：11609214

包装：平装

外文名称：Application and Theory of Chaotic Laser Secure Communications

开本：16开

出版时间：2015-01-01

用纸：胶版纸

页数：226

字数：285000

内容简介

　　《激光混沌保密通信理论与应用》作者以在该领域长期研究积累为基础并以保密通信系统与技术为主线，系统地阐述了激光混沌产生（发射与接收）、同步与控制、编码、解调、中继与放大、光纤及网络混沌信息传送等理论与应用问题，介绍了国内外相关实验和激光动力学与混沌初步知识等。《激光混沌保密通信理论与应用》是一本系统研究激光混沌保密通信系统与技术的具有国防特色的学术专著，对未来国防工业及保密通信应用具有明显的针对性和参考价值，对混沌应用与非线性光学领域研究也具有一定的参考价值。

内页插图

目录

第一章 绪论
1.1 引言
1.2 混沌研究概论
1.3 混沌同步理论研究概况
1.4 激光混沌及其同步理论研究的进展
1.4.1 激光混沌
1.4.2 激光混沌同步
1.5 激光混沌保密通信理论及其应用的研究概况和进展
1.6 本书简介
参考文献

第二章 激光混沌以及混沌同步的基本理论
2.1 引言
2.2 附加自由度的半导体激光器
2.2.1 模型
2.2.2 分岔图
2.3 激光混沌信号随机特性的表述
2.4 运动稳定性的线性近似判别法
2.5 混沌同步理论
2.6 本章小结
参考文献

第三章 光注入半导体激光器中分岔及混沌动力学行为的研究
3.1 引言
3.2 模型
3.3 绝热消去原理中的两维模型
3.3.1 复数场一维模式
3.3.2 复数场二维偏振模式
3.4 简化的三维模型
3.4.1 简化的三维模型以及理论分析
3.4.2 数值模拟
3.5 四维模式的动力学行为特点分析
3.5.1 静态锁模分析
3.5.2 稳定性分析
3.5.3 分岔和混沌现象的数值模拟
3.6 无注入时的半导体激光器的振荡特点
3.7 本章小结
参考文献

第四章 激光混沌反馈同步以及混沌调制的理论与应用研究
4.1 引言
4.2 模型
4.2.1 同步方程
4.3 激光混沌通信中的调制与解调
4.3.1 混沌隐藏
4.3.2 混沌键控
4.4 激光混沌相位控制同步及编码应用
4.4.1 模型
4.4.2 ON／ON ECPSK调制解调
4.4.3 参数失配
4.4.4 噪声
4.5 同步误差方程和解调公式的理论证明和分析
4.5.1 同步误差方程和解调方程的推导
4.5.2 数值分析
4.6 本章小结
参考文献

第五章 激光混沌双向保密通信应用系统——激光混沌耦合同步和反馈-耦合同步系统及其在保密通信中的应用
5.1 引言
5.2 耦合下的激光动力学行为分析
5.2.1 模型
5.2.2 扰动方程及其稳定性分析
5.2.3 分岔图
5.3 同步
5.3.1 同步方程
5.3.2 解调方程
5.3.3 数值分析
5.4 混沌调制与解调
5.5 “反馈-耦合”同步系统
5.5.1 模型
5.5.2 扰动方程
5.5.3 同步方程
5.5.4 数值分析
5.5.5 冲激响应和噪声
5.6 混沌通信
5.6.1 混沌隐藏
5.6.2 混沌键控
5.7 本章小结
参考文献

第六章 双环掺铒光纤激光器混沌通信应用系统
6.1 引言
6.2 双环掺铒光纤激光器激光混沌同步及其在编码中的应用
6.2.1 模型
6.2.2 数值模拟结果
6.2.3 编码
6.3 本章小结
参考文献

第七章 激光混沌全光中继站理论与应用研究
7.1 引言
7.2 模型
7.3 同步
7.3.1 中继站系统同步定理
7.3.2 数值模拟
7.4 中继站系统在编码通信中的应用
7.5 带宽
7.6 本章小结
……

第八章 光纤混沌通信理论模型与应用
第九章 激光混沌、同步编码与信息传送实验系统
第十章 混沌控制（同步）理论研究
附录1 半导体激光器动力学简单知识
附录2 混沌简单知识

前言/序言

宇宙的低语：时空的波动与信息的隐匿 在浩瀚无垠的宇宙尺度下，从微观粒子的量子纠缠，到宏观天体的引力波，无不遵循着某种深邃而优雅的律动。这些律动，如同宇宙本身在低语，诉说着能量与信息的传递。然而，在人类文明飞速发展的今天，信息的安全与隐秘性，已成为至关重要的议题。我们赖以生存和进步的社会，无时无刻不被海量的信息洪流所裹挟，而其中蕴含的敏感数据，一旦泄露，其后果不堪设想。正是在这样的背景下，我们开始将目光投向那些看似杂乱无章、实则蕴含无限可能的存在——混沌系统。 混沌，这个词汇本身就带着一种神秘的色彩。它不同于简单的线性规律，也非完全的随机无序。混沌系统以其对初始条件的极端敏感性而闻名，微小的扰动，就能在时间的长河中激起滔天巨浪。这种“蝴蝶效应”，使得混沌系统的长期演化轨迹难以预测。然而，正是这种看似不可预测性，却为信息的隐匿提供了绝佳的温床。当我们将一段信息编码进一个复杂的混沌系统中，并让这个系统以某种不可知的、但又确定的方式进行演化，那么，原始信息的窃取者将面临比大海捞针还要困难的挑战。他们不仅需要破解混沌系统的内在规律，还需要精确捕捉到最初那几乎难以察觉的“蝴蝶翅膀”。 光之脉动：激光的奥秘与混沌的萌芽 在探索信息隐匿的道路上，光，作为最古老、最普遍的信使，自然成为了我们关注的焦点。激光，这一人类智慧的结晶，以其高度的单色性、相干性和方向性，彻底改变了信息传输的面貌。然而，当我们将目光聚焦于激光的微观世界，当我们试图深入理解其内部复杂的物理过程时，一个迷人的现象逐渐显现：激光的输出，在特定条件下，并非总是稳定不变的单光束，而是会呈现出一种看似随机、却又具备内在关联的复杂变化——这就是激光混沌。 激光混沌的产生，并非简单的失控。它源于激光器内部非线性反馈回路的复杂动力学行为。例如，当激光器中的增益饱和效应、反射镜的失调、温度的变化，或者注入光信号的引入等因素相互作用时，激光器的光腔内会产生复杂的能量交换和模式竞争。这些相互作用，打破了原有的稳态，导致激光的输出功率、频率或相位发生剧烈且不可预测的涨落。这种涨落，虽然在宏观上表现为一种“混乱”，但在微观层面，它遵循着精确的物理定律。只是，这些定律所描述的演化轨迹，如同蜿蜒的山路，曲折迂回，充满了意想不到的转折。 信息编织：混沌中的秘密传递 正是激光混沌的这种“不可预测而又确定”的特性，为信息的安全传递提供了革命性的思路。试想，如果我们能够巧妙地利用激光混沌信号的复杂性，将需要隐匿的信息“编织”其中，那么，这段信息就如同被赋予了一层天然的迷彩。 一种典型的方法是“主客同步”技术。在一个“主激光器”中，我们驱动其产生混沌行为，并从中提取出混沌信号。这个主激光器，可以说是混沌信号的“源头”，它遵循一套完整的动力学方程。然后，我们将需要传递的信息，通过某种方式（例如，改变主激光器的某些参数）注入到主激光器中，从而在主激光器的混沌输出信号中“编码”。 与此同时，在接收端，我们设置一个与主激光器“模型”一致的“客激光器”。这个客激光器，即使在没有接收到任何外部信号的情况下，也能够根据其自身的动力学方程，产生一种与主激光器相似的混沌行为。关键在于，如果我们能够通过某种方式，将主激光器中编码了信息的混沌信号，注入到客激光器中，并巧妙地调整客激光器的参数，那么，客激光器就会“同步”到主激光器的混沌状态。 更重要的是，由于混沌系统的这种特殊性，当客激光器成功同步后，它输出的混沌信号，就包含了主激光器中编码的所有信息。更具颠覆性的是，即使窃听者截获了主激光器在传输过程中产生的混沌信号，他们也无法从中直接读取信息，因为他们缺乏主激光器精确的动力学模型以及与之同步的客激光器。他们看到的，可能只是一串看似杂乱无章的混沌信号。只有拥有了与主激光器同步的客激光器，并且知道如何对其进行“解同步”或“反向同步”操作，才能精确地提取出隐藏在混沌中的原始信息。 这种同步机制，就好比两台拥有相同密匙的密码机，一台（主激光器）加密并发送信息，另一台（客激光器）在接收到带有特殊“引子”的信号后，能够自动调整自身状态，并“解密”出原始信息。而没有密匙的窃听者，看到的只能是乱码。 应用图景：安全通信的未来展望 激光混沌保密通信的理论，为我们构建下一代安全通信网络提供了全新的视角。其潜在的应用场景，几乎涵盖了所有对信息安全有极高要求的领域。 在军事通信领域，激光混沌保密通信能够有效防止敌方截获和破译我方军事指令、情报信息。尤其是在复杂的电磁干扰环境下，激光作为一种定向性强、不易被探测的通信方式，结合混沌的隐匿性，将大大提升军事通信的安全性。 在金融领域，交易数据、客户信息、账户余额等高度敏感的数据，一旦泄露，将带来灾难性的后果。利用激光混沌技术，可以为银行间的资金划算、证券交易、个人金融信息的传输，提供一道坚不可摧的安全屏障。 在医疗领域，患者的病历、基因信息、医学影像等隐私数据，需要得到最高级别的保护。激光混沌保密通信可以确保这些数据的安全传输，防止被滥用或泄露，维护患者的合法权益。 在政府和公共安全领域，涉及国家安全、社会稳定的敏感信息，如情报、警务通信、关键基础设施的控制信号等，都必须万无一失。激光混沌技术能够为这些核心信息的安全传递提供可靠的保障。 此外，随着物联网（IoT）的飞速发展，海量设备之间需要进行大量的信息交换。这些设备往往面临着资源有限、安全防护能力较弱的挑战。激光混沌保密通信，通过其固有的安全机制，可以为物联网中的关键节点或通信链路提供额外的安全层，防止数据被窃听或篡改。 挑战与前沿：通往更广阔的应用之路 尽管激光混沌保密通信展现出巨大的潜力，但将其从实验室走向大规模的实际应用，仍面临着一系列挑战。 首先，同步的鲁棒性是关键。在实际通信环境中，信号传输会受到噪声、衰减、环境变化等因素的影响，这会干扰主客激光器的同步。如何提高同步机制对各种干扰的抵抗能力，是亟待解决的问题。 其次，信息加载与提取的效率需要提升。将信息有效地编码进混沌信号，以及从复杂的混沌信号中高效率地提取出信息，需要更精细的调制解调技术和更优化的算法。 再者，通信速率的限制也是一个需要克服的难点。目前的激光混沌通信速率，与传统的通信方式相比，仍有一定差距。如何在高安全性的前提下，进一步提升通信速率，是未来研究的重要方向。 最后，系统的复杂性与成本也是影响其推广的重要因素。构建稳定、高效的激光混沌通信系统，需要高精度的光学元件和复杂的控制电路，这可能会导致较高的系统成本。 然而，正是这些挑战，驱动着科研人员不断探索新的理论和技术。从新型混沌激光器的设计，到更高效的同步算法的开发，再到信息编码和解码策略的创新，每一个细微的进步，都在为激光混沌保密通信的光明未来铺平道路。 结语 宇宙的低语，时空的波动，信息的隐匿——这些看似遥远的概念，正通过激光混沌保密通信的技术，逐渐走进我们的现实。它不仅是对信息安全领域的一次深刻的革新，更是人类对自然界混沌现象理解和应用的一次重要飞跃。在不远的将来，我们有理由相信，由激光混沌所守护的信息，将更加安全、更加可靠，为构建一个更加智能、更加互联、更加安全的数字世界，贡献不可估量的力量。

评分☆☆☆☆☆

评价三： 这本《激光混沌保密通信理论与应用》的书名，听起来就充满了一种神秘而又强大的科技力量。在信息安全日益成为全球性挑战的今天，寻找更先进、更难以破解的通信方式，已经成为刻不容缓的任务。而激光，作为一种高速、定向的通信媒介，与混沌理论相结合，所产生的保密通信方式，无疑是一个令人兴奋的方向。我脑海中浮现出一种设想：通过控制激光器的非线性动力学行为，产生出难以预测但又可控的混沌光信号，将信息隐藏其中，从而实现真正的“天衣无缝”的保密。我想这本书大概会从混沌动力学的基本原理讲起，深入解析如何利用各种物理系统（特别是激光器）来生成高质量的混沌信号。然后，它会详细介绍如何将这些混沌信号进行调制，把我们想要传输的信息“藏”进去。这其中肯定涉及到复杂的信号处理技术和加密算法。更让我好奇的是，如何实现远距离的混沌信号同步？这对于远距离通信来说至关重要。书中会不会介绍一些高效的同步算法，以及在实际光纤信道中，如何克服噪声和色散等影响，保持信号的完整性？我特别期待书中能够提供一些实际的应用案例，比如在哪些领域已经开始尝试或应用了这种技术，以及它相比于传统加密方式的优势和劣势。毕竟，一项技术最终还是要看它的落地能力和实际效果。这本书，在我看来，很可能为我们打开一扇通往下一代信息安全的大门，让我充满了对未知的好奇和探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

评价一： 拿到这本书，首先是被它书名吸引。《激光混沌保密通信理论与应用》，这本身就勾勒出一幅科技感十足的画面。我想象着，在这个信息爆炸的时代，数据安全的重要性不言而喻，而激光作为一种高带宽、低损耗的传输介质，如果能结合上混沌理论那种难以预测、但又遵循一定规律的特性，会是怎样一种颠覆性的保密通信方式？这本书大概就是在探讨如何将这种“听起来就很酷”的技术，从理论层面深入剖析，再到实际应用层面落地。我特别期待书中能够详细讲解混沌信号的产生机制，以及如何利用这些混沌信号来编码和加密信息。要知道，混沌系统的非线性动力学行为，本身就具备了天然的混沌性，这对于抵抗外界的窃听和破解，应该有着得天独厚的优势。同时，我很好奇，将这种技术真正部署到实际通信系统中，会面临哪些挑战？比如，激光器的稳定性、混沌信号的同步问题、以及在复杂的信道环境中，信号的鲁棒性如何保证？书中会不会给出具体的系统设计方案、关键参数的选取原则，甚至是实验验证的结果？我希望能看到一些具体的电路图、光路图，或者算法的伪代码，这样对于理解这本书的深度和实用性会有很大帮助。毕竟，理论的探讨固然重要，但最终还是要回归到“如何做”和“能不能做”的问题上。这本书，在我看来，肩负着揭示未来通信安全新篇章的使命，我对它充满期待。

评分☆☆☆☆☆

评价四： 当我看到《激光混沌保密通信理论与应用》这个书名时，我的脑海中立刻浮现出一种未来感十足的通信场景。在如今信息泄露风险日益增大的背景下，寻找更高级别的安全通信手段变得尤为重要。激光本身就以其高速度和高方向性著称，而混沌理论则以其内在的不可预测性和对初值的极端敏感性闻名。将两者结合，似乎能够创造出一种前所未有的、几乎不可能被破解的保密通信方式。我非常期待书中能够详细阐述混沌激光器是如何工作的，如何通过调整激光器的参数来生成具有特定统计特性的混沌信号。更重要的是，我想要了解如何将敏感信息编码到这些混沌信号中，以及接收端如何准确地恢复这些信息。这其中涉及到的混沌信号的同步技术，无疑是关键中的关键。我希望书中能够深入探讨各种同步方法，并分析它们在不同条件下的性能表现。此外，这本书会不会涉及激光混沌通信在实际应用中的挑战，例如如何克服大气湍流、光纤损耗等对信号质量的影响，以及如何设计出稳定可靠的混沌激光通信系统。我非常希望能看到一些具体的实验数据和仿真结果，来验证这些理论的有效性和可行性。这本书，在我看来，不仅仅是关于一种通信技术，更是关于一种对信息安全极限的探索，是对未来通信发展方向的一种大胆预言，我对此充满浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

评价五： 《激光混沌保密通信理论与应用》这个名字，着实让我眼前一亮。在当前信息安全备受关注的时代，总是在思考有没有比现有技术更进一步的突破。激光，作为一种高带宽、高速度的载体，本身就具备了许多优势，而混沌理论那种“看似随机却有规律”的特性，恰好是构建强大安全机制的理想素材。我脑海里构思着，这本书大概会深入浅出地讲解混沌动力学在激光器中的表现，是如何通过非线性反馈机制来产生难以预测的混沌光信号。我想象中，书中会细致地剖析如何利用这些混沌信号来构建保密通信链路，如何将数字信息“嵌入”到混沌流中，并确保接收端能够精确地“提取”出来。关键的挑战，我想一定在于混沌信号的同步问题，以及如何在复杂多变的传输环境下维持这种同步。书中是否会提供一些先进的混沌同步算法，并分析它们在不同信道条件下的性能？另外，对于实际应用，我非常关注书中是否会提供关于激光混沌通信系统的设计细节，例如如何选择合适的激光器、调制器、以及探测器，如何优化系统的参数以达到最佳的安全性和通信效率。我希望这本书能够包含一些成功的案例研究，展示这项技术在特定领域的实际应用前景，例如在军事、金融或者工业控制等对安全性要求极高的场景。这本书，在我看来，将是一部探索信息安全前沿的启迪之作，为我们揭示一种全新的、更安全的通信未来，我迫不及待地想深入其中一探究竟。

评分☆☆☆☆☆

评价二： 我最近对一些前沿的通信技术产生了浓厚的兴趣，特别是那些能够解决现实世界痛点，比如信息安全问题的。这本书的书名，《激光混沌保密通信理论与应用》，就瞬间抓住了我的眼球。我一直在思考，传统的加密算法虽然成熟，但在面对日益强大的计算能力和潜在的物理攻击时，是否还能长久地保持安全？而激光混沌通信，似乎提供了一个全新的思路。混沌信号的不可预测性和对初始条件的敏感性，听起来就像是为信息安全量身定做的“天然锁”。我想象这本书会详细阐述混沌系统的数学模型，比如洛伦兹吸引子、Rössler系统等，并且说明如何将这些混沌信号转化为可以承载信息的载体。更重要的是，它会不会深入探讨混沌信号的同步问题？因为在保密通信中，发送端和接收端的混沌系统必须精确同步，才能正确地解调信息。这其中的技术难度和实现细节，是我最想了解的部分。而且，这本书如果能包含一些关于如何设计和优化混沌激光器的内容，那将是锦上添花。比如，不同类型的激光器（如半导体激光器、光纤激光器）在产生混沌信号方面的特点，以及如何通过调节参数来控制混沌行为。我希望这本书能够提供一些实际的工程案例，展示如何将理论转化为可用的通信系统，并分析其在不同应用场景下的性能表现，例如在军事通信、金融交易或者物联网设备中的潜力。这本书，在我看来，不仅仅是理论的堆砌，更应该是一座连接理论与实践的桥梁，为我们揭示通信安全的未来发展方向。