A Practical Chaotic Confidentiality Coding Method

Based on the basic theory of practical symbolic dynamics, a practical chaotic security coding method is proposed. This method uses the symbol sequence generated when the single-peak logistic map is in the chaotic attractor state as the key to encrypt the source coded signal. The digital programmable chip TMS320VC5402 is used to realize real-time security coding, and the similarity of the chaotic symbol key is analyzed. The research shows that this method has promotion value in practical applications. Keywords symbolic dynamics; chaotic security; symbol key; hardware implementation Chaotic security communication is an important topic in the study of chaos applications. The adjoint security communication method based on chaotic synchronization has many shortcomings. On the one hand, the chaotic synchronization used for communication has poor noise and interference resistance. Studies have shown that once the chaos loses synchronization, the chaotic security communication based on chaotic synchronization will fail; on the other hand, the useful signal amplitude superimposed on the synchronous coupling signal is very small, which is similar to the noise level. Therefore, after the synchronous coupling signal is contaminated by noise, even if the chaotic systems of the sender and receiver can still maintain synchronization, it is difficult to recover the useful signal. This method is feasible for synchronous security communication of circuit systems that are almost immune to external interference [1]. Another method of chaotic secure communication is chaos coding communication. Compared with the adjoint communication method, chaos coding communication belongs to the category of digital communication. Chaotic coding communication has been studied in depth, mainly including parameter interval coding method based on dynamic equation, switching coding between different chaotic attractors and chaotic sequence interval coding method. Reference [2] is implemented on Cai\'s circuit digital communication. This paper proposes a basic theoretical symbol encryption method based on practical symbol dynamics. 1 Practical symbol dynamics Symbol dynamics can be applied to chaos coding. The main research contents of practical dynamic semiotics include eight aspects [3]: 1) Give the ordering rules of symbol sequences, that is, the rules for comparing the size of symbol sequences; 2) Give the \"permitted word conditions\", that is, the rules for judging whether the symbol sequence is legal (whether it belongs to the allowed sequence); 3) The method of generating all allowed sequences within a certain length; 4) The \"synthesis law\" of generating more and longer legal sequences from known shorter allowed symbol sequences; 5) The method of calculating the topological entropy, complexity and other characteristic quantities using symbol sequences; 6) Give the number and total number of various periodic orbits; 7) For specific mappings, give the method of calculating the parameter values ​​corresponding to certain types of symbol words; 8) When the dynamic system has a certain symmetry, the orbital symmetry properties will be broken and restored during the parameter change process, and give the method of describing these phenomena. 2 Chaotic Coding Principle Chaotic coding is different from source coding and channel coding in the sense of communication. Source coding can be regarded as a coding method for information compression, and channel coding is an anti-interference redundant coding for the purpose of error correction. These two coding schemes have been widely used in current digital communications. Chaotic coding is a coding scheme for the purpose of confidentiality. It is generally a secondary coding of the digital signal after the source coding. Chaotic coding is based on symbol dynamics. At present, the symbol dynamics of one-dimensional mapping has almost reached the level of perfection. The symbol dynamics of high-dimensional mapping is essentially different from the symbol dynamics of one-dimensional mapping. It is in the process of continuous development, but this process is also constantly improving the theory of chaotic coding. The sampled discrete signal can be directly chaotically coded with the help of the kneading sequence of the periodic orbit, or the source can be encoded using the classical coding method first, and then the coded signal can be encrypted using the chaotic symbol sequence. The latter is easier to implement than the former. Moreover, they can all be made into dedicated chaotic encoders using ASIC technology. After the initial value or parameter is agreed upon by the two communicating parties, chaotic secure communication can avoid the chaotic synchronization link. In some environments with extremely high confidentiality requirements, adaptive or frequency hopping communication methods can also be used to intermittently change the parameters or initial values ​​synchronously.