Cryptographic requirements for chaotic secure communications
近年来,大量基于混沌同步的保密通信系统相继问世。大多数方案都没有解释一些对所有密码系统都至关重要的特征,如密钥定义、特征化和生成。因此,所提出的密码在实践中难以实现合理的安全程度。同样,它们也很少附有安全分析。因此,读者很难对他们的安全性有任何提示。在这项工作中,我们提供了一套准则,每一个新的密码系统都将受益于遵守。拟议的准则解决了这两个主要差距,即:正确的密钥管理和安全分析,以帮助新的密码系统以更严格的密码方式呈现。还提供了一些建议,就一些实际方面的通信,如信道噪声,有限的带宽,和衰减。
2003-11-20 nlin.CD
Breaking projective chaos synchronization secure communication using filtering and generalized synchronization
本文描述了最近提出的一种基于混沌掩蔽的两个混沌系统的投影同步保密通信方法的安全弱点。我们表明,该系统是不安全的,以及如何打破它在两个不同的方式,高通滤波和广义同步。
2004-07-26 nlin.CD
Deciphering Secure Chaotic Communication
提出了一种对未知调制混沌时间序列进行解码的简单方法。我们指出,通过拟合一个多项式模型的调制混沌信号,在拟合的误差提供了足够的信息来解码调制信号。对于模拟实现,可以使用低通滤波器进行拟合。该方法简单,易于硬件实现。
1999-05-03 chao-dyn nlin.CD
Chaotification via Higher-order Nonlinear Schrödinger Equations for Secured Communication
研究了描述短脉冲光在光纤中传输的高阶非线性薛定谔方程。利用相平面分析方法,将HNLS方程化为等价的动力系统,得到了该系统的周期性,并给出了系统的相位投影和功率谱。利用时滞反馈方法,对原动力系统进行改写,构造了一个单输入单输出系统,并提出了一个基于HNLS混沌化的混沌系统。对这类系统进行了数值研究。显示具有不同时间延迟的混沌运动。计算了这种混沌运动的功率谱。给出了李雅普诺夫指数来证实这些运动确实是混沌的。
2018-11-21 nlin.CD
Secure Communication using Compound Signal from Generalized Synchronizable Chaotic Systems
考虑广义同步混沌系统,利用密钥函数将驱动-辅助系统变量进行适当组合,得到复合混沌信号。在响应辅助系统中构造适当的反馈回路,以实现驱动辅助系统和响应辅助系统变量之间的同步。我们应用这种方法来传输模拟和数字信息信号,其中恢复信号的质量更高,编码更安全。
1997-09-20 chao-dyn nlin.CD
Controlled Parameter Modulations in Secure Digital Signal Transmissions
我们提出了一种简单的方法,通过对先前提出的单步参数调制技术进行一些修改来克服某些固有的缺陷,从而实现安全的数字信号传输。该方法利用发射混沌系统的混沌信号对参数调制进行有效的调节或控制,使其具有最大的安全性。然后,同样的想法也扩展到多步参数调制技术。结果表明,这两种方法都能抵抗密文(返回映射)和明文攻击。我们已经用洛伦兹系统说明了这些方法。
2006-10-25 nlin.CD
Synchronization of Two and Three Optoeletronic Oscillators Operating in Chaotic Regime: Numerical Simulations and Schemes for Secure Communication
在这项工作中,我们提出了一种策略,同步的三个光电振荡器(OEO)的混沌制度。同步OEO在保密通信中的两个应用被认为是。在第一种方法中,OEO用于产生伪随机比特序列。第二个应用是用于采样模拟信号的安全传输的光学设置。利用数值模拟,我们计算了误码率考虑到参数失配噪声和高斯噪声的输入光功率。示出了密钥生成期间错误率高达15%的条件。
2016-10-08 nlin.CD physics.optics quant-ph
Scaling of Lyapunov exponents in chaotic delay systems
研究了时滞反馈混沌系统最大李雅普诺夫指数的标度行为。对于大的延迟时间,它已被证明,延迟依赖的指数允许强和弱的混沌之间的区别,这是类比的强和弱的不稳定性的周期轨道中的延迟系统。我们发现显着的差异缩放指数在周期或混沌系统。我们表明,混沌标度与波动的线性化运动方程。含有乘性噪声的线性时滞系统表现出与确定性混沌系统相同的性质。
2012-10-12 nlin.CD
Cusp-scaling behavior in fractal dimension of chaotic scattering
混沌散射中的拓扑分岔是指嵌入在混沌不变集中的不稳定周期轨道的拓扑结构的突然变化。我们发现了这样的分岔的混沌集的分形维数的标度律。我们的分析和数值计算在两个和三个度的自由度系统提出了一个惊人的功能与这些微妙的分叉:尺寸通常表现出尖锐的,cusplike局部最小值的分叉。
2002-06-13 nlin.CD
Cryptanalyzing a discrete-time chaos synchronization secure communication system
本文描述了最近提出的基于离散时间混沌同步的保密通信方法的安全弱点。我们表明,即使没有精确的知识所使用的混沌系统的安全性受到损害。我们还提出了许多建议,以提高其在未来版本的安全性。
2003-11-21 nlin.CD
Universal scaling laws of chaotic escape in dissipative multistable systems subjected to autoresonant excitations
在一般的,耗散的,多稳态系统的背景下,提出了一个理论,关于混沌逃逸的出现和控制的势阱通过自共振激发。通用的标度律有关的发病和寿命的瞬态混沌与参数的自共振激发理论推导出使用振动力学,Melnikov分析,和基于能量的自共振理论。数值实验表明,这些比例律对噪声和重构的存在都是鲁棒的。
2009-06-04 nlin.CD
Short chaotic strings and their behaviour in the scaling region
耦合映象格子是一种表现时空混沌的高维动力系统。非双曲映射的一个特例是耦合切比雪夫映射的一维映射格,具有周期性边界条件,称为混沌弦。在这个简短的说明中,我们表明,这种混沌弦的自能量的精细结构的标度区域(即非常小的耦合)被保留,如果我们减少的字符串的长度为三个晶格点。
2009-07-03 nlin.CD
Using Intermittent Chaotic Clocks to Secure Cryptographic Chips
提出利用五种混沌映射生成间歇混沌时钟驱动AES密码芯片抵御CPA攻击,发现优化后的Ikeda等映射能实现最低时间开销且接近理论极限。
2024-10-16 cs.SY eess.SY nlin.CD
The Scaling of Chaos vs Periodicity: How Certain is it that an Attractor is Chaotic?
随着系统参数的变化,物理系统的时间渐近演化的特征可以具有复杂的奇异行为,特别是当涉及混沌时。通过少量$ε$的参数扰动可以将吸引子从混沌转换为非混沌,反之亦然。我们将可能发生这种情况的参数值称为$ε$ -不确定。随机选择参数的概率是$ε$ -不确定的,通常在$ε$中遵循幂律。令人惊讶的是,两种看似相似的定义这种标度的方法,都是物理上的兴趣,产生不同的标度指数数值。我们将说明为什么会发生这种情况,并对这种现象进行定量分析。
2014-08-01 nlin.CD
Decoding Information by Following Parameter Modulation With Parameter Adaptive Control
提出了在混沌系统中传输参数调制编码的二进制信息,实现混沌同步的保密通信。本文考虑使用参数自适应控制技术来提取消息,基于这样的假设,即我们知道在发射机中的混沌系统的方程形式,但不能获得作为安全集合而保密的参数的精确值。在同步系统可以通过发送信号使用参数自适应控制来构造并且同步对于参数失配是鲁棒的情况下,可以揭示参数调制并且解码消息,而无需求助于安全集中的精确参数值。提出了一种基于原同步系统设计参数自适应控制律的实用局部李雅普诺夫函数方法。
2000-05-08 nlin.CD
Security analysis of communication system based on the synchronization of different order chaotic systems
分析了最近提出的一种基于混沌调制和屏蔽的通信方法的安全性弱点,该方法利用两个不同阶数的混沌系统的同步。它表明,它的应用程序的安全通信是不安全的,因为它可以在两种不同的方式,通过高通滤波和降阶系统同步,既不知道系统参数值,也不知道系统密钥被打破。
2005-06-27 nlin.CD
Synchronization and scaling properties of chaotic networks with multiple delays
我们研究的混沌系统的多个时间延迟的范围超过几个数量级。我们发现,在这样的系统的李雅普诺夫指数(LE)的频谱具有层次结构,与不同的部分标度不同的延迟。这导致不同类型的混乱,这取决于最大LE的缩放。我们的研究结果是相关的,特别是,分层网络(网络的网络)的同步特性,其中子网络的节点耦合较短的延迟和不同的子网络之间的耦合实现较长的延迟时间。如果最大指数与较短延迟成比例,则子网络内的单元可以同步,如果最大指数与长延迟成比例,则不同子网络之间的长范围同步才是可能的。伯努利映射和数值帐篷映射的结果进行了说明。
2013-02-28 nlin.CD
Lag synchronization and scaling of chaotic attractor in coupled system
本文提出了一种用于两个单向耦合混沌振子滞后同步的延迟耦合设计。在耦合的定义中引入延迟项,以针对驱动器和响应之间的任何期望的滞后。利用Hurwitz矩阵稳定性保证了滞后同步的稳定性。在存在滞后的情况下,我们能够扩大或缩小响应系统中驱动吸引子的大小。这允许在通过延迟线传输期间补偿信号幅度的衰减。延迟耦合的3D系统,Hindmarsh-Rose神经元模型,Rössler系统和Sprott系统和4D系统的数值例子说明。我们在电子电路中实现了耦合,以实现任何期望的混沌振荡器的滞后同步和吸引子的缩放。
2012-06-28 nlin.CD
Estimation of Initial Conditions and Secure Communication
我们估计的多变量动力系统的初始条件,从标量信号,使用修改后的牛顿-拉夫逊方法结合时间演化。我们可以估计周期和混沌系统的初始条件,所需的标量信号的长度是很小的。我们还发现,从一个变量到另一个变量的信息流具有对数依赖于时间。该方法的一个重要应用是保密通信。与使用动力系统的其他通信程序相比,通信程序具有几个优点。
2001-10-22 nlin.CD
Periodicity of chaotic trajectories in realizations of finite computer precisions and its implication in chaos communications
以单映射和耦合Logistic映射为例,研究了混沌轨道的周期性和周期性的过渡过程在有限计算精度下的计算机实现的基本问题。得到了周期迭代和瞬态迭代与计算精度和耦合系统规模的经验幂律关系。对于每次计算,我们总是发现,通过随机选择初始条件,一个单一的占主导地位的周期性轨迹,实现了大部分的概率。这些理解对于混沌的可能应用是有用的,例如,混沌密码学在保密通信中的应用
2004-02-20 nlin.CD
Ratchet current and scaling properties in a nontwist mapping
Universidade Estadual Paulista (UNESP)(圣保罗州立大学);Universidade de São Paulo(圣保罗大学);Universidade Estadual de Ponta Grossa(蓬塔格罗萨州立大学);Universidade Federal do Paraná(巴拉那联邦大学)
该研究针对二维保面积非扭转映射的相空间粒子输运,揭示了不同区域存活概率的衰减规律与黏滞效应产生的棘轮电流,还通过标度假设和数值模拟得到混沌粒子扩散的临界指数。
2024-08-13 nlin.CD
High degree of chaos synchronization in pairs of transverse modes with parity-symmetric polarizations in a thin-slice solid-state vector laser and application to polarimetric secure self-mixing metrology
在激光二极管泵浦的薄片c切Nd:GdVO_4激光器中,发现了奇偶对称偏振横模对之间的高度混沌同步。振幅相关系数大于R > 0.994是由于模式模式中的非反转镜偏振相关结构变化,其中整个系统的混沌动力学由依赖于偏振交叉角的定性不同动力学组成,类似于混沌单模激光。实现了无穷多个奇偶对称偏振态中单对模的自组织发送接收型混沌同步,并对自混合固体激光器多普勒测速信号进行了混沌同步和混沌提取实验。
2020-10-09 nlin.CD physics.optics
Breaking a chaos-noise-based secure communication scheme
研究了一种基于两个离散混沌系统通过一个公共随机驱动信号同步的保密通信方案的安全性。该方案存在以下安全缺陷:1)密钥空间显著减小; 2)解密对密钥的不匹配不敏感; 3)密钥生成过程对已知/选择明文攻击不安全。前两个缺陷意味着该方案对于暴力攻击不够安全,第三个缺陷意味着一旦攻击者有机会访问生成的密钥流的一个片段,他可以通过近似估计秘密密钥来轻松地破坏密码系统。然而,间歇混沌是否可以用于设计安全的混沌密码系统还有待澄清。
2005-09-13 cs.CR nlin.CD
Analytical description of Recurrence Plots of white noise and chaotic processes
本文给出了白噪声和混沌系统递归图中对角线分布的解析描述,发现后者与相关熵有关。此外,我们确定了两个缩放区域的对角线分布的振荡混沌系统,是铰接到两个预测视野和吸引子的几何形状。这些缩放区域不能用Grassberger-Procaccia算法观察到。最后,我们提出了从RP估计动态不变量的方法。
2003-01-22 nlin.CD
Generalized synchronization of chaos for secure communication: remarkable stability to noise
提出了一种基于广义同步的信息安全传输新方法。它的主要优点是对噪声具有显著的稳定性。为了揭示这种特点所提出的方法的有效性的信息信号的检测从发送的通信信道中存在的噪声的建议的计划和已知的混沌通信的计划进行检查。所提出的方法的主要思想说明了耦合Rössler系统的发射机和接收机的例子。
2013-02-17 nlin.CD
Anomalous Scaling on a Spatiotemporally Chaotic Attractor
具有连续对称性的斑图形成的Nikolaevskiy模型表现出强尺度分离的时空混沌。对混沌吸引子的广泛数值研究揭示了长波模的意外标度行为。令人惊讶的是,计算出的幅度和相关时间缩放被发现从渐近一致的多尺度分析获得的值不同。然而,当高阶修正被添加到马修斯和考克斯的领导阶理论,异常标度恢复。
2010-06-01 nlin.CD nlin.PS
The Fermi-Ulam Accelerator Model Under Scaling Analysis
本文用标度分析方法研究了费米-乌拉姆简化加速器模型的混沌低能区。结果表明,平均速度和粗糙度(平均速度的方差)服从具有相同特征指数的标度函数。形式主义是广泛适用的,包括台球和其他混沌系统。
2004-06-24 nlin.CD
The role of diffusion in the chaotic advection of a passive scalar with finite lifetime
本文研究了扩散对有限寿命二维混沌平流无源标量系统一阶结构函数S_1标度性质的影响,在它的演化方程中有一个衰减项。得到了S_1的解析表达式,其中明确地说明了对扩散系数、衰减系数和混沌流引起的搅动的依赖性。我们发现,扩散的存在引入了一个交叉的长度尺度,扩散尺度(L_d),这样的结构函数的标度行为是解析的长度尺度短于L_d,并显示了一个标度指数,取决于衰减项和混合的流动更大的尺度。因此,尺度大于L_d的标度指数相对于在零扩散极限下计算的标度指数没有修改。此外,L_d与衰减系数无关,其值与无限寿命无源标量相同。数值结果支持我们的理论研究结果。
2002-08-01 nlin.CD
Transition from stable orbit to chaotic dynamics in hybrid systems of Filippov type with digital sampling
我们证明了一个有代表性的例子,一个平面的混合动力系统与数字采样的突然过渡,从一个稳定的极限环的混沌动力学的发病。我们证明,对于足够小的$τ.$值,吸引子大小的标度律与数字采样时间$τ$成正比。给出了数值和分析结果。对于采样时间$τ.$的大值,标度律变为非线性律。这种现象可以用吸引子有界性的变化来解释。
2009-01-20 nlin.CD
Relativistic chaotic scattering: unveiling scaling laws for trapped trajectories
本文利用相对论版 Hénon-Heiles 哈密顿量研究混沌散射中的逃逸盆地与分形结构,并数值给出俘获轨迹比例随 β 和能量变化的标度律。
2024-04-08 nlin.CD
Nonlinear Time-Reversal in a Wave Chaotic System
利用无损耗波动方程的时间反演不变性和互易性,可以简单地解决复杂的波散射问题,并体现在时间反演镜。时间反转镜通过在介质中的一个或多个点处记录作为时间的函数的波扰动,在相反方向上广播信号的时间反转版本,并允许波反向传播回到它们的原点来操作。在这里,我们演示了电磁时间反转镜在包含离散非线性的波混沌系统中的实现,并且作为其实用性的一个例子,我们用它来演示一种新形式的安全通信。
2012-12-11 nlin.CD
Chaotic time-delay signature suppression using quantum noise
为了保证基于混沌的保密通信的安全性,需要对具有外光反馈的半导体激光器的时延特征进行抑制。在这里,我们数值和实验证明了一种技术,有效地抑制混沌激光器的TDS使用量子噪声。在反馈延迟时间,TDS和动态复杂度量化的自相关函数和归一化排列熵,分别。利用平衡零差测量法制备了真空态正交涨落的量子噪声。数值和实验研究了量子噪声的强度和带宽对混沌TDS抑制和复杂性增强的影响。与原始动力学相比,这种量子噪声改进的混沌的TDS被抑制高达94%,量子噪声与混沌激光的带宽抑制比为1:25。实验与理论完全一致。改进后的混沌激光器在混沌随机数产生和保密通信中具有潜在的应用价值。
2021-06-04 nlin.CD physics.optics quant-ph
Construction of a secure cryptosystem based on spatiotemporal chaos and its application in public channel cryptography
通过将单向耦合混沌映象格子系统与比特反转操作相结合,构造了一种新的密码体制,该体制即使在低维系统中也对系统参数极其敏感.对该算法的安全性进行了研究,分析了敏感性产生的机理.我们进一步将此密码系统应用于公共信道密码学,基于“Merkle的难题”,通过采用它作为伪随机数(PN)生成器和对称随机数生成器。新方案具有时空混沌的特性,与传统方案相比,具有许多新的特点和优越性。
2005-02-11 nlin.CD
Dynamic Scaling of Bred Vectors in Chaotic Extended Systems
我们认为,在混沌扩展系统的繁殖向量的时空动力学有关的Kardar-Parisi-Zhang普适类的动力学粗化过程。这意味着存在一个特征长度尺度,对应于有限尺寸扰动在空间中实际相关的典型延伸。这可以作为一个定量的参数来表征的繁殖向量的投影到动态吸引子的程度。
2003-11-10 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Generalized analytical solutions for secure transmission of signals using a simple communication scheme with numerical and experimental confirmation
一种新的显式解析解的信息信号的传输和恢复,使用一个简单的通信方案。得到了嵌入信息信号的耦合二阶混沌发射机和接收机系统的归一化状态方程的解析解。从发射机和接收机系统的状态方程得到的差分系统的解析解已被确定为恢复的信息信号的测量,该恢复的信息信号通过混沌掩蔽被安全地传输。利用解析解揭示了同步的本质和恢复信息信号幅度的增强。通过数值仿真得到的耦合状态变量的差分信号表示恢复的信息信号,以验证分析结果。电子电路实验结果证实了所讨论的通信方案的分析和数值结果。
2019-09-25 eess.SP nlin.CD
Scaling of distributions of sums of positions for chaotic dynamics at band-splitting points
由Logistic映射产生的轨道的位置和的平稳分布已被发现遵循一个基本的重整化群(RG)的结构:一个非平凡的不动点多尺度分布在倍周期的混沌开始和高斯平凡的不动点分布的所有混沌吸引子。在这里,我们详细描述了交叉分布,可以产生在混沌带分裂点,调解上述定点分布之间。混沌区域中的自仿射将尺度特征印刻到沿带分裂点序列的交叉分布上。产生这些分布的轨迹首先由相空间间隙的顺序形成来控制,当初始均匀分布时,轨迹集朝着混沌带吸引子发展。随后,已经在混沌带内的轨迹的位置的总和关闭这些间隙。所得分布的可能形状关键取决于和中早期位置集合的处理以及保留在其中的项数的停止。
2014-09-26 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Asymptotic Liapunov exponents spectrum for an extended chaotic coupled map lattice
建立了耦合混沌映象格子(CML)的标度假设。在广泛的混沌状态下的CML的标度特性的数值观察之前是合理的分析。找到了耦合分段线性混沌映射格点的渐近Liapunov指数谱。
2000-12-10 nlin.AO nlin.CD
Cluster-scaling, chaotic order and coherence in DNA
用一种新的簇标度方法和谱方法研究了DNA序列的不同数值映射。它示出,特别是,在DNA分子中的核苷酸序列具有强大的集群缩放特性。这些性质与两种类型的核苷酸对-碱基相互作用有关:氢键和堆积相互作用。它表明,考虑到集群标度属性可以帮助改善DNA动力学的异质模型。它还表明,一个混乱的(确定性)秩序,而不是一个随机的随机性,控制的能量极小值的位置在大尺度上的DNA序列中的堆叠相互作用。这种混沌有序性导致了两个互补DNA双链体序列之间的大规模混沌相干。讨论了这种宽带混沌相干与遗传密码产生的共振相干之间的竞争。以拟南芥植物基因组(基因组分析的模式植物)和两个人类基因:BRCA 2和NRXN 1为例。
2018-01-29 nlin.CD q-bio.BM q-bio.GN
Scaling laws in the quantum to classical transition in chaotic systems
我们研究了一个被扩散环境包围的混沌系统中的量子到经典的跃迁。经典性的出现由Renyi熵监控,Renyi熵是一种衡量系统与环境纠缠的指标。我们发现,Renyi熵有一个从量子到经典的行为,与$\hbar^2_{\rm eff}/D$,其中$\hbar_{\rm eff}$是有效的普朗克常量和$D$是噪声的强度尺度的过渡。然而,它最近表明,一个不同的标度律控制的量子到经典的过渡时,它是测量比较相应的相空间分布。我们在这里讨论的意义,这两个标度之间的经典和量子行为的边界的精确定义。我们还指出,有量子相干性,Renyi熵是无法检测的问题,它的使用在退相干的研究。
2008-10-31 nlin.CD quant-ph
Hidden and self-excited attractors in Chua circuit: SPICE simulation and synchronization
目前,基于混沌电路同步的各种混沌保密通信系统得到了广泛的研究。为了实现同步,控制信号与电路信号之间的差成比例,调整一个电路的状态。本文用SPICE模拟了两个蔡氏电路的同步。结果表明,控制信号的选择是不直接的,特别是在多稳定性和隐藏吸引子的情况下。
2017-03-29 nlin.CD
Universal scaling of spectral fluctuation transitions for interacting chaotic systems
研究了强相互作用混沌系统在相互作用强度增大时的谱特性。发现了从Poisson统计到随机矩阵理论的一个非常敏感的转变,我们引入了一个新的随机矩阵系综来模拟这种动力学对称性破缺的转变,它是普适的,并且只依赖于一个标度参数。耦合踢转子,这种过渡的动力系统范例,与此合奏和优秀的协议被发现最近的邻居间距分布进行比较。事实证明,这种转变是相当准确地描述使用微扰理论。
2015-09-08 cond-mat.str-el nlin.CD quant-ph
Dynamical properties of a particle in a wave packet: scaling invariance and boundary crisis
研究了波包中粒子加速问题的动力学性质。该模型的动态描述在一个二维区域保持地图。我们表明,相空间是混合的意义上说,有规则和混沌区域共存。我们使用与标准映射的连接,以找到与混沌海接壤的第一条不变的生成曲线的位置。我们发现,第一个不变的生成曲线的位置增加的幂的控制参数的指数为2/3。初始条件集合的动能的标准偏差服从幂律,作为时间的函数,并在一些交叉后饱和。标度形式主义是用来描述混沌区域接近可积到不可积的过渡和幂律指数之间的关系。该方法适用于多种不同的混合相空间体系。然后在模型中引入耗散,打破了面积保持性,从而观察到吸引子。我们发现,经过一个小的变化的耗散,混沌吸引子以及它的吸引盆被破坏,从而导致系统经历一个边界危机。危机后的瞬态遵循指数为-2的幂律。
2011-09-12 nlin.CD
Expanded boundary integral method and chaotic time-reversal doublets in quantum billiards
本文提出了求解平面Helmholtz问题的扩展边界积分方法,该方法结合了边界积分法和尺度法的思想,适用于任意形状。我们将该方法应用到一个单向运输的混沌台球,在那里我们证明了存在的混沌本征态,这是准退化由于时间反演对称性,和一个非常特殊的水平间距分布,达到一个混乱的Shnirelman峰在短的能量范围内,并表现出GUE的大能量范围内的统计。我们表明,由于这种特定的能级统计或通过时间反转操作连接的不相交混沌分量之间的代数隧道效应,该系统表现出量子电流反转。
2006-12-05 nlin.CD
A Compressed Sensing Framework of Frequency-Sparse Signals through Chaotic Systems
提出了一种基于混沌动力学系统的频率稀疏信号压缩感知(CS)获取与重构框架。稀疏信号作为离散时间混沌系统的激励项,通过对系统输出进行下采样得到压缩测量。利用脉冲混沌同步原理,通过对激励系数的估计,实现了系统的重构。使用了范数正则化非线性最小二乘来求估计.所提出的框架是很容易实现的,并创建安全的测量。以Henon映射为例说明了该方法的原理和性能。
2011-12-14 cs.IT math.IT nlin.CD
Metasurface-assisted balanced-injection synchronization for turbulence-resilient long-haul chaotic free-space link
State Key Laboratory of Optical Field Manipulation Science and Technology, Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院光电技术研究所光场操控科学与技术国家重点实验室);University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学);Research Center on Vector Optical Fields, Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院光电技术研究所矢量光学场研究中心);College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学材料科学与光电技术学院);Tianfu Xinglong Lake Laboratory(天府兴隆湖实验室)
本研究提出一种基于元表面的平衡注入同步机制,有效抑制湍流引起的耦合波动,提升自由空间链路的同步性能,实现高达720 Gbps·km的通信速率距离乘积。
2026-01-25 nlin.CD physics.optics
Spatiotemporal structure of Lyapunov vectors in chaotic coupled-map lattices
利用耦合映象格子研究了空间扩展混沌系统中李雅普诺夫向量的时空动力学。我们确定内在的长度尺度和时空相关性的LV对应的领先的不稳定方向,通过翻译的语言的规模不变的增长表面的问题。我们发现,所谓的“特征”的LV表现出空间本地化,强大的集群周围给定的时空轨迹,和显着的动态缩放特性的相应表面。相比之下,常用的后向LV(通过Gram-Schmidt正交化获得)遍布整个系统,并且由于构造的动态相关性中的伪影而不表现出动态缩放。
2007-09-20 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Comment on "Shadowability of Statistical Averages in Chaotic Systems" by Y.C. Lai, Z. Liu, G.W. Wei, and C.H. Lai, Phys. Rev. Lett. 89, 184101
Lai { \it等} \cite{Lai:2002}研究具有稳定周期轨道和混沌鞍共存的系统。他们声称,通过添加高斯白噪声(GN),平均值在一定的噪声阈值以上会随着代数标度律而变化,并认为这会导致平均值的阴影能力崩溃。在这里,我们表明,(i)阴影没有很好地定义,即使它是,没有故障发生。我们澄清误解(ii)GN的阈值。我们进一步指出(iii)对噪声平均值的影响的误解。最后,我们表明,(iv)缺乏适当的阈值可以导致任何(无意义的)标度指数。
2004-11-30 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Semiclassical scaling of eigenstate thermalization in single-particle chaotic systems
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);Wilczek Quantum Center, Shanghai Institute for Advanced Studies(复旦张肇韦量子中心,上海高等研究院);CAS Key Laboratory of Microscale Magnetic Resonance(中国科学院微观磁学共振重点实验室)
本研究通过半经典分析揭示单粒子混沌系统中本征态热化的标度行为,提出动能相关修正因子,并在广义Sinai台球中验证,为理解量子混沌与热化提供新视角。
2026-09-18 cond-mat.stat-mech nlin.CD quant-ph
The role of a delay time on the spatial structure of chaotically advected reactive scalars
反应标量场的定态空间结构,混沌平流的二维大尺度流,检查的情况下,反应方程包含延迟项。先前的理论研究表明,在没有延迟项和扩散可以忽略的情况下(大的Péclet数),涌现的空间结构是非线性的,其特征在于具有单一标度区域的Hölder指数,该指数取决于反应过程的收敛速率和由平均拉伸速率测量的搅拌强度。在延迟项的存在下,我们表明,对于足够小的尺度,所有的相互作用领域应该共享相同的空间结构,在没有延迟项。根据搅拌的强度和延迟时间的大小,延迟系统特有的两个另外的缩放机制可能出现在中间长度尺度。给出了划分小尺度区和中尺度区的跃迁长度标度表达式,解释了标量场的标度行为。两种类型的反应模型,都是基于延迟微分方程,耦合到一个二维混沌平流的数值计算的理论结果进行说明。第一个对应于一个单一的反应标量和第二个非线性生物模型,包括营养物质,浮游植物和浮游动物。在无延迟的情况下,生物物种之间的非对称耦合的存在导致非通用的缩放行为。
2009-05-27 nlin.CD physics.flu-dyn
On the local nature and scaling of chaos in weakly nonlinear disordered chains
无序非线性链的动力学可以是规则的,也可以是具有一定概率的混沌的。混沌行为往往与非线性对安德森局域化的破坏有关。在本工作中,有人认为,在弱非线性混沌成核本地罕见的共振链段。在此基础上,分析了混沌的概率。同样的概率也评估直接数值采样的无序实现和定量之间的协议发现两个结果。
2012-09-05 cond-mat.dis-nn nlin.CD
Phase ordering in chaotic map lattices with conserved dynamics
数值研究了与热浴接触的二维混沌映象格子模型中的动力学标度。本文提出的模型等价于一个守恒的伊辛模型,它的耦合格在同一时间尺度上随自旋运动而波动。当耦合涨落和热涨落都很重要时,这个模型不属于被称为模型B的朗之万方程的普适性类别;标度指数随温度连续变化,并取决于所使用的地图。当热涨落占主导地位时,模型B的普适行为被恢复。
1999-09-08 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Chaotic Time-Delay Signature Suppression and Entropy Growth Enhancement Using Frequency-Band Extractor
采用频带提取的方法,从理论和实验上研究了不同注入电流和反馈强度下,混沌光反馈半导体激光器的时间延迟信号(TDS)抑制和熵增长增强.通过自相关函数的峰值和反馈延迟时刻的排列熵差来量化TDS和熵增长。在最佳提取带宽下,测量的TDS比原始混沌抑制了96%,熵增长大于噪声主导阈值,表明动力学过程是噪声的。从实验和理论上阐明了提取带宽和射频对TDS和熵增长的影响。实验结果与理论计算结果吻合较好。在最佳提取带宽下,激光光强分布的偏斜度有效地改善到0.001。该技术为混沌保密通信和随机数产生提供了一种很有前途的工具,以提取随机性和准备所需的熵源。
2021-04-26 nlin.CD physics.optics
Collective motion occurs inevitably in a class of populations of globally coupled chaotic elements
我们在数值上发现了大量混沌元的集体运动振幅所服从的标度律。我们的分析有力地表明,这样的人口一般表现出集体运动的相互作用的存在下,无论多么微弱。得到了具有类似Arnold舌的特殊结构的集体运动相图。
2000-08-05 chao-dyn nlin.CD
Dynamical localization in chaotic systems: spectral statistics and localization measure in the kicked rotator as a paradigm for time-dependent and time-independent systems
我们在半经典行为的域中研究了经典完全混沌状态下的量子被踢旋转体。我们使用Izrailev的N维模型,对于不同的N<=4000,在极限N->无穷大趋向于量子化的踢旋子,不仅对于前面研究的K=5,而且对于许多不同的经典踢参数5<=K<=35,以及量子参数k。我们描述的动力学本地化的混沌本征态作为一个范例,其他时间周期和时间无关的完全混沌或/和混合型Hamilton系统。我们将局域长度L和标度变量(L/N)推广到异常经典扩散的情况。我们研究了广义经典扩散也在政权的头脑简单的正常扩散理论失败。我们大大提高了数值计算的精度,并得出以下结论:本征相位的能级间距分布很好地描述了Brody分布,系统地优于其他建议,对于各种Brody指数。当N->无穷大且L固定时,即使在完全混沌状态下,我们也总是泊松。我们研究了Floquet算子的本征函数,并利用描述本征函数动力学局部化程度的信息熵测度来刻画其局部化性质。由此产生的本地化参数被发现是几乎等于布罗迪参数。我们表明存在的局部化参数和标度变量L/N之间的标度律,现在包括制度的异常扩散。上述研究结果也是重要的时间无关的汉密尔顿系统,如在混合型台球,其中布罗迪分布被确认为一个非常高的精度为动态本地化的混沌本征态。
2013-12-28 nlin.CD quant-ph