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基于新型时空混沌系统的隐私图像加密算法
被引量:
4
1
作者
杜鹏
崔琦
+2 位作者
王思翔
董有恒
李晖
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期140-153,共14页
单一混沌系统输出数据有限,且传统时空混沌系统输出分布不均易发生弱混沌现象,无法直接用于隐私图像加密。针对上述问题,利用Henon映射和耦合映像格(CML)提出一种新型时空混沌系统,即基于Henon映射的伪随机置乱耦合映像格系统(PRSCML-He...
单一混沌系统输出数据有限,且传统时空混沌系统输出分布不均易发生弱混沌现象,无法直接用于隐私图像加密。针对上述问题,利用Henon映射和耦合映像格(CML)提出一种新型时空混沌系统,即基于Henon映射的伪随机置乱耦合映像格系统(PRSCML-Henon)。该系统底层为二维离散混沌Henon映射,其中一维作为输出,另一维则作为控制信号,控制系统中的格子实现伪随机置乱,同时系统引入初等元胞自动机的输出作为系统的扰动,提高系统输出的随机性并削弱混沌系统动力学退化的不利影响,该系统相比于单一Henon映射和传统CML系统具有更强的混沌特性和随机性。在此基础上,利用PRSCML-Henon系统的输出序列设计一种隐私图像加密算法。实验结果表明,该算法不仅在实现上较为简单,且加密结果相比其他混沌图像加密算法拥有更好的统计特性和安全性,同时具备较好的鲁棒性和加密效率,适用于图像的私有加密。
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关键词
隐私图像加密
时空混沌系统
基于
混沌
图像加密
耦合映像格
元胞自动机
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职称材料
一种基于时空混沌系统的彩色图像自适应位级加密算法
被引量:
6
2
作者
柴秀丽
甘志华
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2015年第7期204-209,共6页
基于时空混沌系统,提出了一种新的自适应的在位级进行操作的彩色图像加密策略。首先将原始明文图像转化为R、G、B3个分量,接着采用自适应方法进行加密,即先用B加密R得到R′,用R′加密G得到G′,用G′加密B得到B′,用B′加密R′得到R″,...
基于时空混沌系统,提出了一种新的自适应的在位级进行操作的彩色图像加密策略。首先将原始明文图像转化为R、G、B3个分量,接着采用自适应方法进行加密,即先用B加密R得到R′,用R′加密G得到G′,用G′加密B得到B′,用B′加密R′得到R″,如此循环一轮即得到加密后的密文图像。加密操作包括置乱和扩散,使用时空混沌系统CML对原始图像在位级进行置乱,然后采用Logistic系统对置乱后的二值图像进行扩散。混沌系统的初始值受明文信息的影响,使得算法对明文敏感。对密钥空间、图像直方图、密钥敏感性、相关性、信息熵、明文敏感性、密码攻击进行的测试和分析,证明了算法的安全性和高效性,其在图像保密通信领域具有巨大的应用潜力。
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关键词
保密通信
彩色图像加密
时空混沌系统
自适应
位级
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职称材料
一种改进的基于时空混沌系统的Hash函数构造方法
被引量:
1
3
作者
张向华
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2009年第7期252-255,共4页
首先介绍了一种以时空混沌为基础的构造Hash函数的典型方案,并分析了它的不足和安全性问题。在此基础上提出了一种改进的Hash函数构造方法。理论和仿真实验分析表明,该算法具有更好的统计特性和更高的效率,有效地弥补了原算法中存在的...
首先介绍了一种以时空混沌为基础的构造Hash函数的典型方案,并分析了它的不足和安全性问题。在此基础上提出了一种改进的Hash函数构造方法。理论和仿真实验分析表明,该算法具有更好的统计特性和更高的效率,有效地弥补了原算法中存在的碰撞漏洞。
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关键词
HASH函数
时空混沌系统
耦合映象格子
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职称材料
基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案
被引量:
3
4
作者
赵耿
吴锐
+2 位作者
马英杰
黄思婕
董有恒
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第5期390-399,共10页
无线通信网络的迅猛发展使得传输信息量迅速增加,这对系统的传输效率和通信安全提出了更高的要求。为满足上述要求,提出了一种基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案。首先,设计了一种反馈元胞自动机,以提高元胞自动机的周期性和伪随...
无线通信网络的迅猛发展使得传输信息量迅速增加,这对系统的传输效率和通信安全提出了更高的要求。为满足上述要求,提出了一种基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案。首先,设计了一种反馈元胞自动机,以提高元胞自动机的周期性和伪随机性。将反馈元细胞自动机的迭代结果进行归一化后,作为扰动加入时空混沌系统中。通过分岔图、李亚普诺夫指数、回归映射分析和随机性测试,证明了添加该扰动的系统具有良好的混沌特性。其次,设计了一种新的三维16-ary星座图,将星座点之间的最小欧氏距离扩大了6.3%,并结合扰动的时空混沌系统实现了三维星座旋转的物理层调制加密。实验仿真结果表明,与其他三维16-ary星座映射旋转加密算法相比,该算法的误码率性能提高了约1 dB。此外,通过密钥空间、密钥灵敏度和统计攻击的安全分析,证明了其良好的安全性能。
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关键词
OFDM
三维映射
星座旋转
时空混沌系统
初等元胞自动机
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职称材料
基于时空混沌的伪随机序列发生器设计与分析
被引量:
3
5
作者
胡辉辉
刘建东
+1 位作者
商凯
张啸
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2017年第24期100-105,160,共7页
提出了一种基于耦合帐篷映像格子模型的改进型时空混沌模型,基于此模型设计了一种快速产生多维混沌伪随机序列的伪随机序列发生器。改进的耦合帐篷映像格子模型继承了耦合帐篷映像格子系统在空间上的并行迭代特征和时间上的耦合扩散机理...
提出了一种基于耦合帐篷映像格子模型的改进型时空混沌模型,基于此模型设计了一种快速产生多维混沌伪随机序列的伪随机序列发生器。改进的耦合帐篷映像格子模型继承了耦合帐篷映像格子系统在空间上的并行迭代特征和时间上的耦合扩散机理,格点间采用猫映射作为耦合方式,使不同序列之间的互信息趋近于零。基于此模型设计的伪随机序列发生器能快速并行产生多维混沌伪随机序列,多维序列具有均匀分布及相互独立两个特征,从而克服了混沌伪随机序列发生器设计中存在的根本性缺陷。
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关键词
多维伪随机序列
时空混沌系统
猫映射
统计特性
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职称材料
基于时空混沌和小波变换的图像加密算法
被引量:
4
6
作者
王磊
薛伟
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2018年第5期856-862,共7页
本文提出一种基于时空混沌系统的图像加密算法。首先对明文图像进行Zigzag方式扫描置乱,再对置乱后的图像分块;然后用Logistic混沌系统生成的伪随机序列对其进行置乱,置乱结束后对其进行整数小波变换,利用基于耦合映像格子CML的混沌系...
本文提出一种基于时空混沌系统的图像加密算法。首先对明文图像进行Zigzag方式扫描置乱,再对置乱后的图像分块;然后用Logistic混沌系统生成的伪随机序列对其进行置乱,置乱结束后对其进行整数小波变换,利用基于耦合映像格子CML的混沌系统生成三个伪随机序列对低频小波系数进行置乱操作,同时对低频小波系数进行扩散,然后进行整数小波逆变换;最后再由基于CML的混沌系统生成两个伪随机序列对图像像素值进行扩散操作,得到最终的加密图像。经测试,该算法具有良好的加密性能,可以有效抵挡差分、明文等攻击。
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关键词
ZIGZAG
时空混沌系统
整数小波变换
置乱
扩散
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职称材料
一种基于时空延迟反馈的时空混沌控制方法
被引量:
1
7
作者
罗晓曙
唐国宁
+1 位作者
刘慕仁
孔令江
《广西科学》
CAS
2000年第3期190-191,195,共3页
研究耦合映象格子中的时空混沌控制问题。根据信号的自关联度与随机度之间的关系 ,提出了通过时空延迟反馈控制耦合单峰格子中时空混沌行为的方法 ,获得了很好的控制结果。这一控制方法不需要获取时空混沌系统中不稳定周期轨道的任何信...
研究耦合映象格子中的时空混沌控制问题。根据信号的自关联度与随机度之间的关系 ,提出了通过时空延迟反馈控制耦合单峰格子中时空混沌行为的方法 ,获得了很好的控制结果。这一控制方法不需要获取时空混沌系统中不稳定周期轨道的任何信息 ,控制参数的选择与被控的时空混沌系统的参数和方程无关。
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关键词
时空混沌系统
时空
延迟反馈
非线性
系统
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职称材料
基于分区初等元胞自动机的二维伪随机耦合映像格系统及其动态特性
被引量:
12
8
作者
董有恒
赵耿
马英杰
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期71-82,共12页
针对基于耦合映像格的时空混沌系统中,某些控制参数会导致弱混沌的现象,以及系统生成序列频率分布不均的情况,提出了一种基于分区初等元胞自动机的二维伪随机耦合映像格系统。首先,基于初等元胞自动机,设计了高维的分区初等元胞自动机...
针对基于耦合映像格的时空混沌系统中,某些控制参数会导致弱混沌的现象,以及系统生成序列频率分布不均的情况,提出了一种基于分区初等元胞自动机的二维伪随机耦合映像格系统。首先,基于初等元胞自动机,设计了高维的分区初等元胞自动机。然后,根据该高维自动机的输出,实现了伪随机的耦合方案,同时将自动机的输出作为扰动添加至时空混沌系统中。利用K熵、分岔图等对二维伪随机耦合映像格系统的动态特性进行了对比分析,同时对系统生成序列的分布特性、相关性以及随机性进行了研究。结果表明,该系统建立了更强更广泛的混沌特性,拥有良好的复杂性、遍历性和非周期性。此外,该系统生成的序列具有更均匀的分布和序列之间更低的相关性,并拥有良好的伪随机性。因此,二维伪随机耦合映像格系统在密码系统和混沌保密通信中具有广阔的应用前景。
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关键词
时空混沌系统
耦合映像格
初等元胞自动机
分岔图
均匀性
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职称材料
题名
基于新型时空混沌系统的隐私图像加密算法
被引量:
4
1
作者
杜鹏
崔琦
王思翔
董有恒
李晖
机构
西安电子科技大学网络与信息安全学院
国家市场监督管理总局信息中心
中国农业发展银行信息科技部
北京电子科技学院密码科学与技术系
出处
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期140-153,共14页
基金
国家重点研发计划(2022YFC3302401)。
文摘
单一混沌系统输出数据有限,且传统时空混沌系统输出分布不均易发生弱混沌现象,无法直接用于隐私图像加密。针对上述问题,利用Henon映射和耦合映像格(CML)提出一种新型时空混沌系统,即基于Henon映射的伪随机置乱耦合映像格系统(PRSCML-Henon)。该系统底层为二维离散混沌Henon映射,其中一维作为输出,另一维则作为控制信号,控制系统中的格子实现伪随机置乱,同时系统引入初等元胞自动机的输出作为系统的扰动,提高系统输出的随机性并削弱混沌系统动力学退化的不利影响,该系统相比于单一Henon映射和传统CML系统具有更强的混沌特性和随机性。在此基础上,利用PRSCML-Henon系统的输出序列设计一种隐私图像加密算法。实验结果表明,该算法不仅在实现上较为简单,且加密结果相比其他混沌图像加密算法拥有更好的统计特性和安全性,同时具备较好的鲁棒性和加密效率,适用于图像的私有加密。
关键词
隐私图像加密
时空混沌系统
基于
混沌
图像加密
耦合映像格
元胞自动机
Keywords
privacy image encryption
spatiotemporal chaotic system
chaos-based image encryption
Coupled Map Lattices(CML)
Cellular Automata(CA)
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
一种基于时空混沌系统的彩色图像自适应位级加密算法
被引量:
6
2
作者
柴秀丽
甘志华
机构
河南大学图像处理与模式识别研究所
北京理工大学计算机学院
河南大学软件学院
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2015年第7期204-209,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(61004006
61203094)
+1 种基金
河南省基础与前沿技术研究项目(132300410475)
河南省教育厅科技攻关项目(14A413015)资助
文摘
基于时空混沌系统,提出了一种新的自适应的在位级进行操作的彩色图像加密策略。首先将原始明文图像转化为R、G、B3个分量,接着采用自适应方法进行加密,即先用B加密R得到R′,用R′加密G得到G′,用G′加密B得到B′,用B′加密R′得到R″,如此循环一轮即得到加密后的密文图像。加密操作包括置乱和扩散,使用时空混沌系统CML对原始图像在位级进行置乱,然后采用Logistic系统对置乱后的二值图像进行扩散。混沌系统的初始值受明文信息的影响,使得算法对明文敏感。对密钥空间、图像直方图、密钥敏感性、相关性、信息熵、明文敏感性、密码攻击进行的测试和分析,证明了算法的安全性和高效性,其在图像保密通信领域具有巨大的应用潜力。
关键词
保密通信
彩色图像加密
时空混沌系统
自适应
位级
Keywords
Secure communication
Colour image encryption
Spatiotemporal chaotic system
Self-adaptive
Bit level
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
一种改进的基于时空混沌系统的Hash函数构造方法
被引量:
1
3
作者
张向华
机构
重庆教育学院
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2009年第7期252-255,共4页
基金
重庆市教委资助项目(KJ071504)资助
文摘
首先介绍了一种以时空混沌为基础的构造Hash函数的典型方案,并分析了它的不足和安全性问题。在此基础上提出了一种改进的Hash函数构造方法。理论和仿真实验分析表明,该算法具有更好的统计特性和更高的效率,有效地弥补了原算法中存在的碰撞漏洞。
关键词
HASH函数
时空混沌系统
耦合映象格子
Keywords
Hash function,Spatiotemporal chaotic systems,Coupled-map lattices
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案
被引量:
3
4
作者
赵耿
吴锐
马英杰
黄思婕
董有恒
机构
西安电子科技大学通信工程学院
北京电子科技学院电子与通信工程系
北京邮电大学网络空间安全学院
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024年第5期390-399,共10页
基金
北京高校“高精尖”学科建设项目(3201017)
国家自然科学基金(61772047)。
文摘
无线通信网络的迅猛发展使得传输信息量迅速增加,这对系统的传输效率和通信安全提出了更高的要求。为满足上述要求,提出了一种基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案。首先,设计了一种反馈元胞自动机,以提高元胞自动机的周期性和伪随机性。将反馈元细胞自动机的迭代结果进行归一化后,作为扰动加入时空混沌系统中。通过分岔图、李亚普诺夫指数、回归映射分析和随机性测试,证明了添加该扰动的系统具有良好的混沌特性。其次,设计了一种新的三维16-ary星座图,将星座点之间的最小欧氏距离扩大了6.3%,并结合扰动的时空混沌系统实现了三维星座旋转的物理层调制加密。实验仿真结果表明,与其他三维16-ary星座映射旋转加密算法相比,该算法的误码率性能提高了约1 dB。此外,通过密钥空间、密钥灵敏度和统计攻击的安全分析,证明了其良好的安全性能。
关键词
OFDM
三维映射
星座旋转
时空混沌系统
初等元胞自动机
Keywords
Spatiotemporal Orthogonal frequency division multiplexing
Three-dimensional mapping
Constellation rotation
Spatio-temporal chaotic system
Elementary cellular automata
分类号
TN918.1 [电子电信—通信与信息系统]
O415.5 [理学—理论物理]
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职称材料
题名
基于时空混沌的伪随机序列发生器设计与分析
被引量:
3
5
作者
胡辉辉
刘建东
商凯
张啸
机构
北京石油化工学院信息工程学院
出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2017年第24期100-105,160,共7页
基金
北京市自然科学基金(No.4112018)
文摘
提出了一种基于耦合帐篷映像格子模型的改进型时空混沌模型,基于此模型设计了一种快速产生多维混沌伪随机序列的伪随机序列发生器。改进的耦合帐篷映像格子模型继承了耦合帐篷映像格子系统在空间上的并行迭代特征和时间上的耦合扩散机理,格点间采用猫映射作为耦合方式,使不同序列之间的互信息趋近于零。基于此模型设计的伪随机序列发生器能快速并行产生多维混沌伪随机序列,多维序列具有均匀分布及相互独立两个特征,从而克服了混沌伪随机序列发生器设计中存在的根本性缺陷。
关键词
多维伪随机序列
时空混沌系统
猫映射
统计特性
Keywords
multidimensional pseudorandom sequence
spatiotemporal chaotic system
cat maps
statistical characteristics
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
基于时空混沌和小波变换的图像加密算法
被引量:
4
6
作者
王磊
薛伟
机构
江南大学物联网工程学院
出处
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2018年第5期856-862,共7页
基金
国家自然科学基金(61374047)
文摘
本文提出一种基于时空混沌系统的图像加密算法。首先对明文图像进行Zigzag方式扫描置乱,再对置乱后的图像分块;然后用Logistic混沌系统生成的伪随机序列对其进行置乱,置乱结束后对其进行整数小波变换,利用基于耦合映像格子CML的混沌系统生成三个伪随机序列对低频小波系数进行置乱操作,同时对低频小波系数进行扩散,然后进行整数小波逆变换;最后再由基于CML的混沌系统生成两个伪随机序列对图像像素值进行扩散操作,得到最终的加密图像。经测试,该算法具有良好的加密性能,可以有效抵挡差分、明文等攻击。
关键词
ZIGZAG
时空混沌系统
整数小波变换
置乱
扩散
Keywords
Zigzag
spatiotemporal chaotic system
integer wavelet transform
scrambling
diffusion
分类号
TP309.7 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
一种基于时空延迟反馈的时空混沌控制方法
被引量:
1
7
作者
罗晓曙
唐国宁
刘慕仁
孔令江
机构
广西师范大学物理与电子科学系
出处
《广西科学》
CAS
2000年第3期190-191,195,共3页
基金
广西教育厅科学基金!( 9816940)
文摘
研究耦合映象格子中的时空混沌控制问题。根据信号的自关联度与随机度之间的关系 ,提出了通过时空延迟反馈控制耦合单峰格子中时空混沌行为的方法 ,获得了很好的控制结果。这一控制方法不需要获取时空混沌系统中不稳定周期轨道的任何信息 ,控制参数的选择与被控的时空混沌系统的参数和方程无关。
关键词
时空混沌系统
时空
延迟反馈
非线性
系统
Keywords
coupled map lattices, spatiotemporal chaos system, feedback of spatiotemporal delay
分类号
O231.2 [理学—运筹学与控制论]
O415.5 [理学—理论物理]
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职称材料
题名
基于分区初等元胞自动机的二维伪随机耦合映像格系统及其动态特性
被引量:
12
8
作者
董有恒
赵耿
马英杰
机构
北京邮电大学网络空间安全学院
北京电子科技学院网络空间安全系
出处
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第1期71-82,共12页
基金
北京高校“高精尖”学科建设基金资助项目(No.3201017)
国家自然科学基金资助项目(No.61772047)。
文摘
针对基于耦合映像格的时空混沌系统中,某些控制参数会导致弱混沌的现象,以及系统生成序列频率分布不均的情况,提出了一种基于分区初等元胞自动机的二维伪随机耦合映像格系统。首先,基于初等元胞自动机,设计了高维的分区初等元胞自动机。然后,根据该高维自动机的输出,实现了伪随机的耦合方案,同时将自动机的输出作为扰动添加至时空混沌系统中。利用K熵、分岔图等对二维伪随机耦合映像格系统的动态特性进行了对比分析,同时对系统生成序列的分布特性、相关性以及随机性进行了研究。结果表明,该系统建立了更强更广泛的混沌特性,拥有良好的复杂性、遍历性和非周期性。此外,该系统生成的序列具有更均匀的分布和序列之间更低的相关性,并拥有良好的伪随机性。因此,二维伪随机耦合映像格系统在密码系统和混沌保密通信中具有广阔的应用前景。
关键词
时空混沌系统
耦合映像格
初等元胞自动机
分岔图
均匀性
Keywords
spatiotemporal chaotic system
coupled map lattices
partitioned elementary cellular automata
bifurcation diagram
uniformity
分类号
TN918 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于新型时空混沌系统的隐私图像加密算法
杜鹏
崔琦
王思翔
董有恒
李晖
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024
4
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职称材料
2
一种基于时空混沌系统的彩色图像自适应位级加密算法
柴秀丽
甘志华
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2015
6
在线阅读
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职称材料
3
一种改进的基于时空混沌系统的Hash函数构造方法
张向华
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2009
1
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职称材料
4
基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案
赵耿
吴锐
马英杰
黄思婕
董有恒
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
5
基于时空混沌的伪随机序列发生器设计与分析
胡辉辉
刘建东
商凯
张啸
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2017
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
基于时空混沌和小波变换的图像加密算法
王磊
薛伟
《计算机工程与科学》
CSCD
北大核心
2018
4
在线阅读
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职称材料
7
一种基于时空延迟反馈的时空混沌控制方法
罗晓曙
唐国宁
刘慕仁
孔令江
《广西科学》
CAS
2000
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
8
基于分区初等元胞自动机的二维伪随机耦合映像格系统及其动态特性
董有恒
赵耿
马英杰
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
12
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职称材料
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