intechnguВестник НГУ. Серия: Информационные технологииVestnik NSU. Series: Information Technologies1818-79002410-0420НГУ10.25205/1818-7900-2018-16-1-50-60intechngu-19Research ArticleСтатьиПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАОТИЧНОСТИ СИГНАЛОВ-ПЕРЕНОСЧИКОВ ЗАЩИЩЕННЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ХАОСАAPPLICATION OF METHODS OF NONLINEAR DYNAMICS TO STUDY THE CHAOTIC STATE OF THE CARRIER SIGNALS OF SECURE COMMUNICATION SYSTEMS BASED ON DYNAMIC CHAOSГавришевА. А.GavrishevA. A.alexxx.2008@inbox.ruЖукА. П.ZhukA. P.alekszhuk@mail.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth-Caucasus Federal UniversityRussian Federation2018301020201615060Copyright © Гавришев А.А., Жук А.П., 20202020Гавришев А.А., Жук А.П.Gavrishev A.A., Zhuk A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/19

Исследуется хаотичность передаваемых сигналов защищенных систем связи на основе динамического хаоса с помощью распространенных методов нелинейной динамики (максимальный показатель Ляпунова, показатель Хёрста и рекуррентные графики). В качестве защищенной системы связи на основе динамического хаоса рассмотрено устройство имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков. С помощью методов нелинейной динамики, проведено исследование временных реализаций передаваемых в канале связи сигналов, полученных в среде ScicosLab с помощью рассматриваемого устройства. Анализ полученных данных показывает, что исследуемые сигналы в целом обладают свойствами хаотичности и потенциально могут обеспечить защищенность передаваемой в беспроводных каналах связи информации от несанкционированного доступа. Описанный в данной работе подход к исследованию хаотичности передаваемых сигналов, основанный на комплексном применении известного математического аппарата методов нелинейной динамики, потенциально можно применять для исследования хаотичности передаваемых сигналов широкого класса систем защищенной связи на основе динамического хаоса.

In this article a study of the chaotic state of the carrier signals secure communication systems based on dynamic chaos using common methods of nonlinear dynamics (the maximum Lyapunov exponent, Hurst exponent and recurrent graphics). As secure communication systems based on dynamic chaos are considered apparatus for protection against imitation of controlled objects with high structural security of carrier signals. Using methods of nonlinear dynamics, the study of time realizations transmitted in the communication channel signals obtained in the ScicosLab environment with the studied device. Analysis of the data shows that the studied signals generally have the properties of the chaotic state and can potentially provide protection of transmitted over wireless communication channels information from unauthorized access. The described approach to the study of the chaotic state of the carrier signals based on the integrated application of known mathematical apparatus of nonlinear dynamics techniques potentially can be applied to study the chaotic state of the carrier signals of a wide class of systems for secure communications based on dynamic chaos.

нелинейная динамикахаотические сигналыустройство имитозащиты контролируемых объектоврадиоканалnonlinear dynamicschaotic signalsapparatus for protection against imitation of controlled objectsradioReferencesЛеонов К. Н., Потапов А. А., Ушаков П. А. Математическое моделирование системы передачи информации на основе хаотических сигналов с фрактальной размерностью // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2010. Т. 13, № 3. С. 47-53.Леонов К. Н., Потапов А. А., Ушаков П. А. Математическое моделирование системы передачи информации на основе хаотических сигналов с фрактальной размерностью // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2010. Т. 13, № 3. С. 47-53.Сидоренко А. В., Шакинко И. В. Метод модифицированного сингулярного спектрального анализа для зашифрованной на основе динамического хаоса информации // Технические средства защиты информации: Тез. докл. ХI Белорусско-российской НТК. Минск: БГУИР, 2013. С. 54-55.Сидоренко А. В., Шакинко И. В. Метод модифицированного сингулярного спектрального анализа для зашифрованной на основе динамического хаоса информации // Технические средства защиты информации: Тез. докл. ХI Белорусско-российской НТК. Минск: БГУИР, 2013. С. 54-55.Аливер В. Ю. Хаотические режимы в непрерывных динамических системах // Вестн. МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия: Приборостроение. 2006. № 1. С. 65-84. Мун Ф. Хаотические колебания: вводный курс для научных работников и инженеров: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 312 с.Аливер В. Ю. Хаотические режимы в непрерывных динамических системах // Вестн. МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия: Приборостроение. 2006. № 1. С. 65-84. Мун Ф. Хаотические колебания: вводный курс для научных работников и инженеров: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 312 с.Карманов А. П., Кочева Л. С., Щемелинина Т. Н. Применение методов нелинейной динамики для анализа результатов мониторинга сточных вод // Изв. высших учебных заведений. Лесной журнал. 2014. № 6. С. 129-137.Карманов А. П., Кочева Л. С., Щемелинина Т. Н. Применение методов нелинейной динамики для анализа результатов мониторинга сточных вод // Изв. высших учебных заведений. Лесной журнал. 2014. № 6. С. 129-137.Петрунина Т. С. Численный анализ структурных свойств хаотических временных рядов // Вестник Нац. техн. ун-та «ХПИ». Темат. вып.: Системный анализ, управление и информационные технологии. 2011. № 32. С. 71-75.Петрунина Т. С. Численный анализ структурных свойств хаотических временных рядов // Вестник Нац. техн. ун-та «ХПИ». Темат. вып.: Системный анализ, управление и информационные технологии. 2011. № 32. С. 71-75.Сидоров К. В., Филатова Н. Н. Применение методов нелинейной динамики для распознавания эмоции радости в речи // Научно-технический вестник информационных технологий, механики иоптики. 2012. № 5 (81). С. 110-114.Сидоров К. В., Филатова Н. Н. Применение методов нелинейной динамики для распознавания эмоции радости в речи // Научно-технический вестник информационных технологий, механики иоптики. 2012. № 5 (81). С. 110-114.Васюта К. С. Рекуррентный анализ процессов в телекоммуникационных системах // Наукові записки УНДІЗ. 2008. № 6 (8). С. 90-96.Васюта К. С. Рекуррентный анализ процессов в телекоммуникационных системах // Наукові записки УНДІЗ. 2008. № 6 (8). С. 90-96.Stane Kodba, Matjaž Perc and Marko Marhl Detecting chaos from a time series // European journal of physics. 2005. No. 1 (26). P. 205-215.Stane Kodba, Matjaž Perc and Marko Marhl Detecting chaos from a time series // European journal of physics. 2005. No. 1 (26). P. 205-215.Махортых С. А., Сычев В. В. Алгоритмы вычисления характеристик стохастических сигналов и их применение к анализу электрофизиологических данных // Задачи компьютерной биологии: Тез. докл. 4-й Пущинской школы молодых ученых. Пущино: ИМПБ, 1999. С. 10.Махортых С. А., Сычев В. В. Алгоритмы вычисления характеристик стохастических сигналов и их применение к анализу электрофизиологических данных // Задачи компьютерной биологии: Тез. докл. 4-й Пущинской школы молодых ученых. Пущино: ИМПБ, 1999. С. 10.Омельченко В. П., Михальчич И. О. Нелинейный анализ ритмических составляющих электроэнцефалограммы человека в норме // Изв. ЮФУ. Технические науки. 2014. № 10 (159). С. 52-59.Омельченко В. П., Михальчич И. О. Нелинейный анализ ритмических составляющих электроэнцефалограммы человека в норме // Изв. ЮФУ. Технические науки. 2014. № 10 (159). С. 52-59.Осипов Д. Л., Жук А. П., Гавришев А. А. Устройство имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков // Патент РФ. 2015. № 2560824. 15 с.Осипов Д. Л., Жук А. П., Гавришев А. А. Устройство имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков // Патент РФ. 2015. № 2560824. 15 с.Баркетов С. В., Жук А. П., Сазонов В. В., Авдеенко С. И., Жук Е. П., Лохов В. И., Голубь Ю. С. Когерентная система передачи информации хаотическими сигналами // Патент РФ. 2008. № 2326500. 6 с.Баркетов С. В., Жук А. П., Сазонов В. В., Авдеенко С. И., Жук Е. П., Лохов В. И., Голубь Ю. С. Когерентная система передачи информации хаотическими сигналами // Патент РФ. 2008. № 2326500. 6 с.Layec A. «Modnum». Scilab toolbox for the communication systems. User’s guide. IRCOM Group. 2006. 100 p.Layec A. «Modnum». Scilab toolbox for the communication systems. User’s guide. IRCOM Group. 2006. 100 p.Гавришев А. А., Жук А. П. Моделирование устройства имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков // Прикладная информатика. 2017. Т. 12, № 1 (67). С. 68-78.Гавришев А. А., Жук А. П. Моделирование устройства имитозащиты контролируемых объектов с повышенной структурной скрытностью сигналов-переносчиков // Прикладная информатика. 2017. Т. 12, № 1 (67). С. 68-78.Гавришев А. А., Жук А. П. Моделирование устройства имитозащиты контролируемых объектов с новым набором хаотических сигналов // Прикладная информатика. 2017. Т. 12, № 4 (70). С. 122-132.Гавришев А. А., Жук А. П. Моделирование устройства имитозащиты контролируемых объектов с новым набором хаотических сигналов // Прикладная информатика. 2017. Т. 12, № 4 (70). С. 122-132.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.