Secure Encryption Via Deterministic Chaos

Abstract

Evoluční algoritmy jsou použity ke zvýšení kvality obnovení signálu v chaosem zabezpečeném komunikačním systému, který je klíčovým objektem této disertační práce. Chyba synchronizace mezi vysílačem a přijímačem v komunikačním systému je použita k návrhu účelovou funkci. Parametry chaotického dynamického modelu jsou odhadovány evolučními algoritmy pomocí minimalizace chyby synchronizace. Tímto způsobem je kvalita obnoveného signálu zvýšena pokud se chyba synchronizace blíží minimální hodnotě. K synchronizaci komunikačního chaosu jsou požity tři metody metoda Pecora-Carroll (PC), metoda Active-Passive Decomposition (APD) a zpětnovazební metoda. Diferenciální evoluční algoritmus (DE) a Self-Organising Migrating algoritmus (SOMA) jsou evoluční algoritmy použité k nalezení optimálních parametrů chaotického přijímacího systému. Jsou prováděny synchronizace identického chaosu: synchronizace tří-dimenzionálního Lotka-Volterra systemu pomocí PC metody, synchronizace čtyř-dimenzionálního Qi systemu pomocí APD metody a synchronizace čtyř-dimenzionálního Liu systemu pomocí zpětnovazební metody. Výkonnost EA je potom ověřena pomocí synchronizace pěti a šesti-dimenzionálního chaotického systému. EA je použit pro navržení řídící funkce při synchronizaci mezi dvěma rozdílnými chaotickými systémy. Na základě optimálních výsledků z evolučních algoritmů jsou odhadované hodnoty použity k rekonstruování přijímacího chaotického systému. Pomocí odhadnutých parametrů je dosahováno optimální kvality synchronizace. Synchronizace mezi vysílacím a přijímacím chaotickým systémem je použita k znovuzískání vysílané informace v Chaotic-Masking Scheme (CMS). Kvalita chaosem zabezpečené komunikace je zvýšena pomocí odhadovaných parametrů. Můžeme říci, že všechny simulace dávají uspokojivé výsledky a tak evoluční algoritmy jsou úspěšné při řešení tohoto složitého problému.