<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">intechngu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik NSU. Series: Information Technologies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1818-7900</issn><issn pub-type="epub">2410-0420</issn><publisher><publisher-name>НГУ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.25205/1818-7900-2023-21-1-5-18</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">intechngu-219</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Моделирование и количественно-качественный анализ двумерных генераторов хаотических сигналов на основе модулярной арифметики</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Modeling and Quantitative-Qualitative Analysis of Two-Dimensional Generators of Chaotic Signals Based on Modular Arithmetic</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-4242-6152</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Гавришев</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Gavrishev</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Алексей Андреевич Гавришев, магистрант</p><p>Институт интеллектуальных и кибернетических систем</p><p>Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Alexey A. Gavrishev, Master’s Student</p><p>Institute of Intelligent and Cybernetic Systems</p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">alexxx.2008@inbox.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>NRNU MEPhI</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2023</year></pub-date><volume>21</volume><issue>1</issue><fpage>5</fpage><lpage>18</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Гавришев А.А., 2023</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Гавришев А.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Gavrishev A.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/219">https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/219</self-uri><abstract><p>   В данной статье путем совокупного применения программ E&amp;F Chaos, Past, Fractan, Eviews Student Version Lite проведено математическое, численное и компьютерное моделирование некоторых из известных двумерных генераторов хаотических сигналов на основе модулярной арифметики, представленных в работе [<xref ref-type="bibr" rid="cit4">4</xref>], и осуществлена оценка свойств полученных хаотических сигналов с помощью методов нелинейной динамики (временные и спектральные диаграммы, BDS-статистика, показатель Хёрста). В результате проведенных исследований установлено, что полученные для исследуемых двумерных генераторов хаотических сигналов на основе модулярной арифметики временные и спектральные диаграммы имеют сложный шумоподобный вид, схожий с белым шумом. Полученный диапазон значений BDS-статистики на определенном интервале соответствует белому шуму, а на определенном интервале – персистентным процессам (черный шум). Полученный диапазон значений показателя Хёрста также находится близко к белому шуму. Полученные результаты показывают, что двумерные генераторы хаотических сигналов на основе модулярной арифметики могут относиться к белому шуму и обладать более выраженными свойствами хаотичности, чем классические генераторы хаотических сигналов, на основе которых они получены. Полученные результаты дополняют и расширяют знания о двумерных генераторах хаотических сигналов на основе модулярной арифметики и открывают широкие перспективы по их использованию в различных практических приложениях.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>   In this article, by the combined application of the programs E&amp;F Chaos, Past, Fractan, Eviews Student Version Lite, mathematical, numerical and computer modeling of some of the well-known two-dimensional generators of chaotic signals based on modular arithmetic presented in [<xref ref-type="bibr" rid="cit4">4</xref>] was carried out, and the properties of the obtained chaotic signals were evaluated using nonlinear dynamics methods (time and spectral diagrams, BDS-statistics, Hurst exponent). As a result of the conducted research, it was found that the time and spectral diagrams obtained for the studied two-dimensional generators of chaotic signal based on modular arithmetic have a complex noise-like appearance similar to white noise. The resulting range of BDS-statistics values corresponds to white noise at a certain interval, and persistent processes (black noise) at a certain interval. The resulting range of values of the Hurst exponent is also close to white noise. The results obtained show that two-dimensional generators of chaotic signals based on modular arithmetic can relate to white noise and have more pronounced chaotic properties than classical generators of chaotic signals, on the basis of which they are created. The results obtained complement and expand the knowledge about two-dimensional generators of chaotic signals based on modular arithmetic and open up broad prospects for their use in various practical applications.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>моделирование</kwd><kwd>методы нелинейной динамики</kwd><kwd>комплекс программ</kwd><kwd>хаотические сигналы</kwd><kwd>модулярная арифметика</kwd><kwd>количественно-качественная оценка</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>modeling</kwd><kwd>methods of nonlinear dynamics</kwd><kwd>software package</kwd><kwd>chaotic signals</kwd><kwd>modular arithmetic</kwd><kwd>quantitative-qualitative assessment</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шахтарин Б. И. и др. Генераторы хаотических колебаний. М.: Горячая линия – Телеком, 2014. 248 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shahtarin B. I. et al. Generators of chaotic oscillations: a tutorial. Moscow. Goryachaya liniya-Telekom Publ. 2014. 248 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шустер Г. Детерминированный хаос: Введение. М.: Мир. 1988. 240 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shuster G. [Deterministic chaos: Introduction]. Moscow. Mir Publ. 1988. 240 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kehui Sun Chaotic Secure Communication: Principles and Technologies. Tsinghua University Press and Walter de Gruyter GmbH. 2016. 333 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kehui Sun Chaotic Secure Communication: Principles and Technologies. Tsinghua University Press and Walter de Gruyter GmbH. 2016. 333 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zhongyun Hua, Yinxing Zhang, Yicong Zhou Two-Dimensional Modular Chaotification System for Improving Chaos Complexity // IEEE Transactions on signal processing. 2020. V. 68. Pp. 1937-1948. DOI: 10.1109/TSP.2020.2979596.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhongyun Hua, Yinxing Zhang, Yicong Zhou Two-Dimensional Modular Chaotification System for Improving Chaos Complexity // IEEE Transactions on signal processing. 2020. V. 68. Pp. 1937-1948. DOI: 10.1109/TSP.2020.2979596.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Moysis L., Kafetzis I., Baptista M.S., Volos C. Chaotification of One-Dimensional Maps Based on Remainder Operator Addition // Mathematics. 2022. No. 10. Pp. 2801. DOI: 10.3390/math10152801.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Moysis L., Kafetzis I., Baptista M.S., Volos C. Chaotification of One-Dimensional Maps Based on Remainder Operator Addition // Mathematics. 2022. No. 10. Pp. 2801. DOI: 10.3390/math10152801.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hua Zhong Yun, Zhou Bing Hang, Zhang Yin Xing, Zhou Yi Cong Modular chaotification model with FPGA implementation // Science China. 2021 V. 64 No. 7. Pp. 1472–1484. DOI: 10.1007/s11431-020-1717-1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hua Zhong Yun, Zhou Bing Hang, Zhang Yin Xing, Zhou Yi Cong Modular chaotification model with FPGA implementation // Science China. 2021 V. 64 No. 7. Pp. 1472–1484. DOI: 10.1007/s11431-020-1717-1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нарожнов В. В. Моделирование нелинейного осциллятора при наличии упругих соударений : дис. ... канд. техн. наук: 05.13.18. Нальчик, 2018. 134 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Narozhnov V. V. Modeling of a nonlinear oscillator in the presence of elastic collisions] : dis. ... cand. tech. sciences. Nal’chik, 2018, 134 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гавришев А. А. Применение методов нелинейной динамики для количественно-качественной оценки свойств 2D-моделей S-хаоса // Прикладная информатика. 2021. Т. 16. № 1 (91). С. 125-143. DOI: 10.37791/2687-0649-2021-16-1-125-143.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gavrishev A. Application of nonlinear dynamics methods for quantitative and qualitative evaluation of properties of 2D models of S-chaos // Journal of Applied Informatics. 2021. Vol. 16, no.1. Pp.125–143. (in Russ.) DOI: 10.37791/2687-0649-2021-16-1-125-143</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гавришев А. А., Жук А. П. Применение методов нелинейной динамики для исследования хаотичности сигналов-переносчиков защищенных систем связи на основе динамического хаоса // Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2018. Т. 16. № 1. С. 50–60. URL: https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/19/0.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gavrishev A. А., Zhuk A. P. Application of Methods of Nonlinear Dynamics to Study the Chaotic State of the Carrier Signals of Secure Communication Systems Based on Dynamic Chaos. Vestnik NSU. Series: Information Technologies. 2018. Vol. 16, no. 1. Pp. 50–60. (in Russ.) URL: https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/19/0.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каратаева Н. А. Радиотехнические цепи и сигналы. Ч. 1. Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2012. 260 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karataeva N.A. Radio engineering circuits and signals. P. 1. Tomsk: Tomsk interuniversity center for distance education Publ., 2012. 260 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Васюта К. С. Классификация процессов в инфокоммуникационных радиотехнических системах с применением BDS-статистики // Проблемы телекоммуникаций. 2012. № 4. С. 63–71.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vasyuta C. S. Classification of process in infocomunication radiotehnic systems using BDS-statistics. Problemy telekomunikatsiy. 2012. No. 4. Pp. 63–71. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Васюта К. С. Новый подход к оценке параметров хаотических сигналов, наблюдаемых на фоне шума, с использованием «нелинейной динамической статистики» // Проблемы телекоммуникаций. 2010. № 1. С. 109–114.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vasyuta C. S. A new approach to estimation of the parameters of chaotic signals observed on the background noise, using the “nonlinear dynamic statistics”. Problemy telekomunikatsiy. 2010. No. 1. Pp. 109–114 (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гавришев А. А. Моделирование и количественно-качественный анализ распространенных защищенных систем связи // Прикладная информатика. 2018. Т. 13. № 5 (77). С. 84–122.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gavrishev A. A. Modeling and quantitative and qualitative analysis of common secure communication systems. Journal of Applied Informatics. 2018. Vol. 13, no. 5. Pp. 84–122. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Карманов А. П., Кочева Л. С., Щемелинина Т. Н. Применение методов нелинейной динамики для анализа результатов мониторинга сточных вод // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2014. № 6. С. 129–137.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karmanov A. P., Kocheva L. S., Shchemelinina T. N. Application of Non-Linear Dynamics Methods for Analysis of Results of Industrial Wastewater. Forestry journal. 2014. No. 6. Pp. 129–137. (in Russ.)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">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.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Petrunina T. S. Numerical analysis of the structural properties of the chaotic time series. Vestnik Nats. tekhn. unta «KhPI». Temat. vyp.: Sistemnyy analiz, upravlenie i informatsionnye tekhnologii – Bulletin of NTU “KhPI”. The themed slots. vol.: System analysis, management and information technology. 2011. No. 32. Pp. 71–75.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Diks C., Hommes C., Panchenko V. et al. E&amp;F Chaos: A User Friendly Software Package for Nonlinear Economic Dynamics // Comput Econ. 2008. No. 32. Pp. 221–244 DOI: 10.1007/s10614-008-9130-x.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Diks C., Hommes C., Panchenko V. et al. E&amp;F Chaos: A User Friendly Software Package for Nonlinear Economic Dynamics // Comput Econ. 2008. No. 32. Pp. 221–244 DOI: 10.1007/s10614-008-9130-x.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hammer O., Harper D. A. T. Paleontological Data Analysis. Blackwell Publ., 2006. 370 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hammer O., Harper D. A. T. Paleontological Data Analysis. Blackwell Publ., 2006. 370 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гавришев А. А., Жук А. П. Применение программы EViews для анализа защищенных систем связи на основе хаотических сигналов на основе BDS-статистики // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2018. Т. 12. № 11. С. 43–50. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-programmy-eviews-dlya-analiza-zaschischennyh-sistem-svyazi-na-osnove-haoticheskih-signalov-na-osnove-bds-statistiki?ysclid=llumi2lngw390861368.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gavrishev A. A., Zhuk A. P. Application of the Еviews program for the analysis of secure communication systems based on chaotic signals based on BDS-statistics. T-Comm. 2018. Vol. 12, no.11. Pр. 43–50. (in Russ.) URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-programmy-eviews-dlya-analiza-zaschischennyh-sistem-svyazi-na-osnove-haoticheskih-signalov-na-osnove-bds-statistiki?ysclid=llumi2lngw390861368.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kovalenko A. N. Fractal characterization of nanostructured materials // Nanosystems: physics, chemistry, mathematics. 2019. No. 10 (1). Pp. 42–49. DOI: 10.17586/2220-8054-2019-10-1-42-49.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kovalenko A. N. Fractal characterization of nanostructured materials // Nanosystems: physics, chemistry, mathematics. 2019. No. 10 (1). Pp. 42–49. DOI: 10.17586/2220-8054-2019-10-1-42-49.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гавришев А. А., Осипов Д. Л. Развитие использования методов нелинейной динамики для обнаружения радиосигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, используемых в каналах связи беспилотных летательных аппаратов // Сибирский пожарно-спасательный вестник. 2021. № 4(23). С. 92–96. DOI: 10.34987/vestnik.sibpsa.2021.71.49.011.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gavrishev A. A., Osipov D. L. Application of nonlinear dynamics methods for detecting radio signals with frequency-hopping spread spectrum used in communication channels of unmanned aerial vehicles. Siberian Fire and Rescue Bulletin. 2021. No. 4(23). Pp. 92–96. (in Russ.) DOI: 10.34987/vestnik.sibpsa.2021.71.49.011</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
