Выделение сигнала из-под сигнала генератора с запаздывающей обратной связью
|
Открытие явления синхронизации хаотических динамических систем привело к широкому развитию методов скрытой передачи информации, использующих хаотические сигналы в качестве несущей. Однако, многие системы связи, использующие хаотические сигналы, имеют в действительности ограниченную конфиденциальность. Выделение скрытого сообщения возможно даже в системах связи, использующих маскирующие сигналы систем с запаздыванием, несмотря на очень высокую размерность и большое число положительных ляпуновских показателей хаотических аттракторов таких систем.
Слева приведена блок-схема системы связи на основе системы с задержкой. В случае, когда фильтром является НЧ
RC-фильтр 1-го порядка, передатчик в отсутствие информационного сигнала (m(t)=0) может
быть описан дифференциальным уравнением с запаздыванием
RCV'(t)=-V(t)+ƒ(V(t-τ0)), где V(t)
и V(t-τ0) - напряжения на входе и выходе линии задержки, τ0 - время запаздывания,
R и C - сопротивление и емкость элементов фильтра. К хаотическому сигналу
V(t) мы нелинейно подмешивали гармонический сигнал m(t). Передаваемым в канал связи являлся
сигнал s(t)=V(t)+s(t). С помощью АЦП мы записывали в экспериментальной установке
сигналы m(t) и s(t). Фрагменты их временных реализаций и спектры мощности показаны на
рисунке красным и синим цветом, соответственно.
|
|
|
Информационное сообщение может быть выделено из передаваемого сигнала s(t)
без априорного знания параметров передатчика. Для восстановления параметров τ0 и
RC передатчика и его нелинейной функции ƒ мы использовали предложенный нами метод
реконструкции систем с запаздыванием по временному ряду. Определив параметры передатчика, можно
построить приемник и выделить в нем скрытое сообщение. Фрагмент реализации выделенного
гармонического сигнала m′(t) и его спектр мощности показаны на рисунке зеленым
цветом. Метод позволяет с хорошей точностью восстанавливать параметры передатчика и выделять сообщение
при амплитудах информационного сигнала до 10% от амплитуды несущей. Уровень же информационного
сигнала в рассмотренной схеме выбирается значительно ниже, чтобы обеспечить конфиденциальность
передаваемого сообщения. Более подробно способы кодирования и извлечения информации в системах
связи, использующих маскирующие хаотические сигналы систем с запаздыванием, рассмотрены в [Пономаренко В.И., Прохоров М.Д., Радиотехника и электроника, 2004, Т.49, С.1098-1104 (1.3 Мб)].
|