憶阻器和憶容器混沌電路及其在網(wǎng)絡(luò)云存儲文件中的應(yīng)用.pdf

1、自1971年Chua提出憶阻器的概念后，直到2008年HP實(shí)驗(yàn)室才首次使用納米級的TiO2薄膜成功制作出憶阻器的物理模型，證明了憶阻器是真正存在的。2009年Chua又在憶阻器的基礎(chǔ)上豐富了記憶器件的概念，提出了憶容器和憶感器，之后以憶阻器為主要研究方向的記憶器件的研究迅速成為了國內(nèi)外學(xué)者的熱點(diǎn)課題。但是目前由于受到制作材料以及制作工藝的限制，記憶器件并沒有實(shí)現(xiàn)市場化，即使是HP實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)的憶阻器也僅存在于實(shí)驗(yàn)室中，更不用說后來才被人們

2、關(guān)注的憶容器和憶感器，因此通過建模對憶容器進(jìn)行預(yù)先研究在憶容器的發(fā)展歷程中具有重要意義。本文研究了憶容器的定義，提出了一個(gè)電荷控制和一個(gè)電壓控制的憶容器數(shù)學(xué)模型，創(chuàng)建了它們的等效電路，并構(gòu)造了一個(gè)同時(shí)含有荷控憶容器和HP實(shí)驗(yàn)室 TiO2憶阻器的混沌振蕩電路，分析了其動力學(xué)特性和混沌序列的隨機(jī)性，最后將其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)云存儲文件加密中。
　　本文的創(chuàng)新性工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)在HP實(shí)驗(yàn)室TiO2憶阻器的基礎(chǔ)上提出了

3、一個(gè)荷控憶容器和一個(gè)磁控憶容器數(shù)學(xué)模型，并對其端口特性進(jìn)行理論分析，并根據(jù)憶容器的數(shù)學(xué)模型分別給出了對應(yīng)的等效電路，通過Multisim軟件進(jìn)行仿真，在正弦信號激勵(lì)下其伏庫特性完全符合憶容器的滯回特性，進(jìn)一步驗(yàn)證了憶容器模型的非線性特性。
　　(2)研究混沌的基本理論，分析了一些常見的混沌系統(tǒng)特性，在傳統(tǒng)二維離散Henon映射的基礎(chǔ)上提出了一個(gè)優(yōu)化的離散映射，對其動力學(xué)特性如分叉圖和最大Lyapunov指數(shù)進(jìn)行了理論和仿真分析，發(fā)

4、現(xiàn)其具有更大的混沌參數(shù)區(qū)間，因而增大了序列的秘鑰空間，提高了安全性。最后，給出了該映射在圖像加密中的一種應(yīng)用。
　　(3)為進(jìn)一步探索記憶器件的非線性特性，設(shè)計(jì)了一個(gè)同時(shí)包含荷控憶容器和HP TiO2憶阻器的混沌振蕩電路。對其復(fù)雜的動力學(xué)特性，包括平衡點(diǎn)集、分岔圖、Laypunov指數(shù)譜、時(shí)域波形、Poincaré映射等進(jìn)行了詳細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)其具有超混沌、共存吸引子和突發(fā)混沌等現(xiàn)象。按照該系統(tǒng)的狀態(tài)方程設(shè)計(jì)了一個(gè)等效電路，通過Mul

5、tisim對該電路進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果完全相同。利用DSP技術(shù)對該混沌系統(tǒng)的混沌序列實(shí)現(xiàn)了量化，采用NIST測試軟件對該混沌序列的隨機(jī)性進(jìn)行了分析，并與著名的Lorenz系統(tǒng)進(jìn)行比較，結(jié)果表明此混沌序列擁有非常好的隨機(jī)性。
　　(4)基于所設(shè)計(jì)的憶容器、憶阻器混沌序列，設(shè)計(jì)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)云存儲文件加密系統(tǒng)，該系統(tǒng)采取一種混沌-AES混合算法，在Windows操作系統(tǒng)下，使用JAVA語言設(shè)計(jì)了一個(gè)網(wǎng)頁端的能夠?qū)ξ募用苌蟼?/p>