Dergiler / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2022 / Cilt: 28 - Sayı: 5

Tanıtılmış bir hiperkaotik sistemin yeni bir analizi ve uygulamaları

A novel analysis and applications of an introduced hyperchaotic system

Sayfa
701–709
Yayın Tarihi
2022-10-31
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Önerilen devreler, ticari olarak bulunan devre elemanları ile gerçeklenmeye uygundur.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, tanıtılmış bir hiperkaotik denklem setinin yeni bir analizi ele alınmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Denklem seti önce matematiksel olarak analiz edilmiş, ardından aktif elemanlarla daha verimli bir devre tasarlanarak sonuçlar kanıtlanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Önerilen devreler, ticari olarak bulunan devre elemanları ile gerçeklenmeye uygundur.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Kaotik sistem · Kaotik senkronizasyon · Devre uygulaması

Özet

Bu çalışmada, tanıtılmış bir hiperkaotik denklem setinin yeni bir analizi ele alınmıştır. Denklem seti önce matematiksel olarak analiz edilmiş, ardından aktif elemanlarla daha verimli bir devre tasarlanarak sonuçlar kanıtlanmıştır. Çalışmanın amacı, etkili bir güvenli iletişim uygulaması ve rastgele sayı üreteci uygulaması sunmaktır. Bu nedenle, denklem setinin yeni analizi temel alınarak güvenli iletişim sistemi ve rastgele sayı üretme uygulaması önerilmiştir. Bu bağlamda, bir Sözde Rastgele Sayı Üreticisi oluşturmak, bu çalışmadaki yolun yarısıdır. Kaotik osilatörden alınan sinyaller düşük frekansta örneklenmiş ve basit bir post-processing ile bit dizileri oluşturulmuştur. Elde edilen bit dizisi NIST testinden başarı ile geçmiştir. Çalışmadaki yolun diğer yarısı ise verici ve alıcıda bulunan iki kaotik osilatörün senkronizasyonu ile güvenli bir iletişim sistemi oluşturmaktır. Hem verici hem de alıcı parçalarda özdeş bir gürültü benzeri sinyal üretilir. Verici kısmında bilgiye gürültü benzeri kaotik bir sinyal eklenmektedir. Alıcıda, bu aynı gürültü benzeri sinyal algılanan sinyalden çıkarılır. Böylece bilgiler güvenli bir şekilde iletilebilir. Önerilen iki uygulamanın da SPICE benzetimleri yapılmış, matematiksel analizler ile uyumlu olduğu gösterilmiştir. Önerilen devreler, ticari olarak bulunan devre elemanları ile gerçeklenmeye uygundur.

Abstract

In this study, the new analysis of the introduced hyperchaotic equation set was handled. The equation set was firstly analyzed mathematically and then the results were proven by designing a more efficient circuit with active elements. The aim of the study is offering an effective secure communication application and random number generator application. Hence, based on the new analysis of equation set, secure communication system and random number generation application were proposed. Accordingly, creating a Pseudorandom Number Generator is the halfway house in this study. The signals received from the chaotic oscillator were sampled at low frequency and with a simple post-processing, a bit stream was created. The resulting bit stream passed the NIST test successfully. The other halfway of the study is creating a secure communication system by the synchronization of two chaotic oscillators that are in transmitter and receiver. An identical noise-like signals are generated in both transmitter and receiver parts. At the transmitter part adding a noise-like chaotic signal to the information is done. At the receiver, this same noise-like signal is subtracted from the perceived signal. Thus, the information can be transmitted securely. Spice simulations of both proposed applications have been made and it has been shown that they are compatible with mathematical analysis. The proposed circuits are suitable for realization with commercially available circuit elements.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

TELLİ, E., TAŞKIRAN, Z. G. Ç. (2022). Tanıtılmış bir hiperkaotik sistemin yeni bir analizi ve uygulamaları. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 28 - Sayı: 5, 701–709. https://ajindex.com/articles/696842

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Corron NJ, Hahs DW. “A new approach to communications using chaotic signals”. IEEE Transactions on Circuits and Systems I Fundamental Theory and Applictions, 4(5), 373-382, 1997
  2. Aydos M, Ugur A. “Chaotic image encryption with random shuffling of data”. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 20(2), 31-35, 2014
  3. Aydın Ö, Kösemen C. “XORSHIFTUL+: A novel hybrid random number generator for internet of things and wireless sensor network applications”. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 26(5), 953-958, 2020
  4. Liu Y, Jiang Z, Xu X, Zhang F, Xu J. “Optical image encryption algorithm based on hyper-chaos and public-key cryptography”. Optics & Laser Technology, 127(1), 1-10, 2020
  5. Wang X, Zhao M. “An image encryption algorithm based on hyperchaotic system and DNA coding”. Optics & Laser Technology, 143(1), 21-28, 2021
  6. Gao X. “A color image encryption algorithm based on an improved Hénon map”. Physica Scripta, 96(6), 12-20, 2021
  7. Wang T, Wang D, Wu K. “Chaotic adaptive synchronization control and application in chaotic secure communication for industrial internet of things”. IEEE Access, 6(1), 8584-8590, 2018
  8. Zirem A, Senouci MR. “Efficient lightweight chaotic secure communication system for WSNs and IoT”. 2018 International Conference on Smart Communications in Network Technology SaCoNeT 2018, 43-48, El Oued, Algeria, 27-31 October 2018
  9. Triandi B, Ekadiansyah E, Puspasari R, Iwan LT, Rahmad F. “Improve security algorithm cryptography vigenere cipher using chaos functions”. 2018 6th International Conference on Cyber and IT Service Management CITSM 2018, Parapat, Indonesia, 7-9 August 2018
  10. Çetin M, Beyhan S. “State and parameter estimation of uncertain brain cortex model”. University Journal of Engineering Sciences, 24(8), 1425-1434, 2018
  11. Klioutchnikov I, Sigova M, Beizerov N. “Chaos theory in finance”. Procedia Computer Science, 119(2017), 368-375, 2017
  12. Levy D. “Chaos theory and strategy: theory, application, and managerial implications”. Strategic Management Journal, 15(2), 167-178, 1994
  13. Hilborn RC. Chaos and Nonlinear Dynamics: An Introduction For Scientists and Engineers. 2nd ed. New York, USA, Oxford University Press, 2000
  14. Alçın M, Tuna M, Pehlivan İ, Koyuncu İ. “CCII current conveyor and dormand-prince-based chaotic oscillator designs for secure communication applications”. International Advanced Researches and Engineering Journal, 4(3), 217-225, 2020