DWUWYMIAROWA MAPA HIPERCHAOTYCZNA DLA CHAOTYCZNYCH OSCYLACJI
Oleh Krulikovskyi
o.krulikovskyi@chnu.edu.uaYuriy Fedkovych Chernivtsi National University (Ukraina)
https://orcid.org/0000-0001-5995-6857
Serhii Haliuk
Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University (Ukraina)
https://orcid.org/0000-0003-3836-2675
Ihor Safronov
Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University (Ukraina)
Valentyn Lesinskyi
Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University (Ukraina)
https://orcid.org/0000-0002-1259-1974
Abstrakt
W artykule przedstawiono badania dwuwymiarowej mapy hiperchaotycznej pod kątem oscylacji chaotycznych. Mapy hiperchaotyczne są coraz częściej wykorzystywane w różnych dziedzinach nauki i techniki ze względu na właściwości generowanych przez nie oscylacji. Mapa oparta na dwóch wzajemnie powiązanych, fragmentarycznie skorelowanych funkcjach jest jedną z najprostszych, które mogą generować oscylacje o zadanym rozkładzie wartości dla ciągłej przestrzeni parametrów sterujących. Umożliwia to szerokie zastosowanie takiego systemu w wielu zastosowaniach. Pokazano wyniki symulacyjnego sterowania parametrami modów dynamicznych. Na podstawie wyników modelowania zaprojektowano implementację obwodu elektrycznego dwuwymiarowego układu hiperchaotycznego. Wybór systemu wynika z jego prostoty i łatwości sterowania parametrami. Sterowanie parametrami systemu pozwala na zmianę rozkładu wartości generowanych sygnałów. Układ składa się z dwóch symetrycznych części połączonych ze sobą sprzężeniami zwrotnymi, opartych na 4 wzmacniaczach o zmiennym wzmocnieniu. Wartość wzmocnienia jest realizacją obwodu parametrów sterujących. Generowanie chaotycznych oscylacji następuje po postarczeniu do elementów opóźniających sygnału zegarowego z zewnętrznego generatora fali prostokątnej. Uzyskane wyniki eksperymentalne wykazują pełną zgodność z wynikami symulacji.
Słowa kluczowe:
mapa hiperchaotyczna, oscylacje chaotyczne, rozkład zmiennych, implementacja obwoduBibliografia
[1] Alvarez G., Shujun L.: Some basic cryptographic requirements for chaos-based cryptosystems. International journal of bifurcation and chaos 16(08), 2006, 2129–2151 [https://doi.org/10.1142/S0218127406015970].
DOI: https://doi.org/10.1142/S0218127406015970
Google Scholar
[2] Callegati F. et. al.: Traffic Engineering: A Practical Approach. Springer, 2022 [https://doi.org/10.1007/978-3-031-09589-4].
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-09589-4
Google Scholar
[3] Corinto F. et. al.: Memristor-based chaotic circuit for pseudo-random sequence generators, Proc. of 18th Mediterranean Electrotechnical Conference MELECON 2016, Limassol, Cyprus, 2016 [https://doi.org/10.1109/MELCON.2016.7495319].
DOI: https://doi.org/10.1109/MELCON.2016.7495319
Google Scholar
[4] Endo T., Yokota J.: Generation of White Noise by Using Chaos in Practical Phase-Locked Loop Integrated Circuit Module. IEEE International Symposium on Circuits and Systems ISCAS, New Orleans, LA, USA 2007, 201–204 [https://doi.org/10.1109/ISCAS.2007.378311].
DOI: https://doi.org/10.1109/ISCAS.2007.378311
Google Scholar
[5] Garasym O. et. al.: How useful randomness for cryptography can emerge from multicore-implemented complex networks of chaotic maps. Journal of Difference Equations and Applications 23(5), 2017, 821–859 [https://doi.org/10.1080/10236198.2017.1287176].
DOI: https://doi.org/10.1080/10236198.2017.1287176
Google Scholar
[6] Garasym O. et. al.: New Nonlinear CPRNG Based on Tent and Logistic Maps. Complex Systems and Networks. Lü J. et. al. (ed.): Understanding Complex Systems. Springer 2016 [https://doi.org/10.1007/978-3-662-47824-0_6].
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-47824-0_6
Google Scholar
[7] Garasym O. et. al.: Robust PRNG based on homogeneously distributed chaotic dynamics. Journal of Physics: Conference Series 692(1), 2016 [https://doi.org/10.1088/1742-6596/692/1/012011].
DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/692/1/012011
Google Scholar
[8] Haliuk S. et. al.: Circuit implementation of Lozi ring-coupled map. Proc. of 4th International Scientific-Practical Conference Problems of Infocommunications. Science and Technology, Kharkiv, 2017, 249–252 [https://doi.org/10.1109/INFOCOMMST.2017.8246390].
DOI: https://doi.org/10.1109/INFOCOMMST.2017.8246390
Google Scholar
[9] Kocarev L. et. al.: Chaos-Based Cryptography Theory, Algorithms and Applications. Springer 2011 [https://doi.org/10.1007/978-3-642-20542-2].
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-20542-2
Google Scholar
[10] Krulikovskyi O. et. al.: PRNG based on modified Tratas chaotic system. Modern information security 2, 2016, 69–77 [http://nbuv.gov.ua/UJRN/szi_2016_2_12].
Google Scholar
[11] Krulikovskyi O. et. al.: Testing timeseries ring-coupled map generated by on FPGA. Telecomunication and Informative Techologies 4, 2016, 24–29.
Google Scholar
[12] Krulikovskyi O., Haliuk S.: Periodicity of Timeseries Generated by Logistic Map. Part I. Security of Infocommunication Systems and Internet of Things 1(2), 2023, 02010 [https://doi.org/10.31861/sisiot2023.2.02010].
DOI: https://doi.org/10.31861/sisiot2023.2.02010
Google Scholar
[13] Lozi R.: Survey of Recent Applications of the Chaotic Lozi Map. Algorithms 16(491), 2023 [https://doi.org/10.3390/a16100491].
DOI: https://doi.org/10.3390/a16100491
Google Scholar
[14] Machicao J., Bruno O. M.: Improving the pseudo-randomness properties of chaotic maps using deep-zoom. Chaos 27(5), 2017, 053116 [https://doi.org/10.1063/1.4983836].
DOI: https://doi.org/10.1063/1.4983836
Google Scholar
[15] National Institute of Standards and Technology. A Statistical Test Suite for Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications, NIST Spec. Publication 800-22, Rev. 1a, 2010.
Google Scholar
[16] Rodriguez-Vazquez A. et. al.: Chaos from Switched-Capacitor Circuits: Discrete Maps, Proc. of the IEEE, Special Issue on Chaotic Systems 75(8), 1987, 1090–1106 [https://doi.org/10.1109/PROC.1987.13852].
DOI: https://doi.org/10.1109/PROC.1987.13852
Google Scholar
[17] Shujun L. et. al.: On the dynamical degradation of digital piecewise linear chaotic maps. International journal of Bifurcation and Chaos 5(10), 2005, 3119–3151 [https://doi.org/10.1142/S0218127405014052].
DOI: https://doi.org/10.1142/S0218127405014052
Google Scholar
[18] The Marsaglia Random Number CDROM including the Diehard Battery of Tests of Randomness (accessed: 19.03.2024) [https://web.archive.org/web/20160125103112/http://stat.fsu.edu/pub/diehard/].
Google Scholar
[19] Vázquez-Medina R. et. al.: Design of chaotic analog noise generators with logistic map and MOS QT circuits. Chaos, Solitons & Fractals 40(4), 2009, 1779–1793 [https://doi.org/10.1016/j.chaos.2007.09.088].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.chaos.2007.09.088
Google Scholar
[20] Wang X. et. al.: A New Four-Dimensional Chaotic System and its Circuit Implementation. Frontiers in Physics 10, 2022 [https://doi.org/10.3389/fphy.2022.906138].
DOI: https://doi.org/10.3389/fphy.2022.906138
Google Scholar
[21] Wang Z., Liu S.: Design and Implementation of Simplified Symmetry Chaotic Circuit. Symmetry 14, 2022, 2299 [https://doi.org/10.3390/sym14112299].
DOI: https://doi.org/10.3390/sym14112299
Google Scholar
Autorzy
Oleh Krulikovskyio.krulikovskyi@chnu.edu.ua
Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University Ukraina
https://orcid.org/0000-0001-5995-6857
Autorzy
Serhii HaliukYuriy Fedkovych Chernivtsi National University Ukraina
https://orcid.org/0000-0003-3836-2675
Autorzy
Ihor SafronovYuriy Fedkovych Chernivtsi National University Ukraina
Autorzy
Valentyn LesinskyiYuriy Fedkovych Chernivtsi National University Ukraina
https://orcid.org/0000-0002-1259-1974
Statystyki
Abstract views: 56PDF downloads: 38
Inne teksty tego samego autora
- Dmytro Vovchuk, Serhii Haliuk, Pavlo Robulets, Leonid Politanskyi, ZASADA MODULACJI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ NA BAZIE REZONATORA Z DZIELONYM PIERŚCIENIEM OBCIĄŻONEGO DIODĄ POJEMNOŚCIOWĄ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 10 Nr 3 (2020)
- Serhii Haliuk, Oleh Krulikovskyi, Vitalii Vlasenko, BADANIE WŁAŚCIWOŚCI PERMUTACJI PIKSELI W OPARCIU O ZDYSKRETYZOWANĄ MAPĘ STANDARDOWĄ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 10 Nr 1 (2020)
- Dmytro Vovchuk, Serhii Haliuk, Leonid Politanskyy, TRANSMISJA SYGNAŁÓW BEZ ZNIEKSZTAŁCEŃ PRZEZ METASTRUKTURĘ PRZEWODOWĄ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 8 Nr 1 (2018)