カオスコミュニケーション

カオス通信は、カオス理論の応用であり、通信技術を通じて行われる情報伝送のセキュリティを確保することを目的としています。安全な通信を行うには、送信されるメッセージの内容が盗聴者にアクセスできないことを理解する必要があります。

カオス通信におけるセキュリティ (つまりプライバシー)は、カオス システムによって提供される複雑な動的動作に基づいています。複雑な動作、ノイズのようなダイナミクス (疑似ランダム ノイズ)、スペクトル拡散などのカオス ダイナミクスのいくつかの特性は、データのエンコードに使用されます。一方、カオスは決定論的な現象であるため、この決定論を使用してデータをデコードすることができます。実際には、カオス通信デバイスの実装では、カオスの同期またはカオスの制御という 2 つのカオス現象のいずれかが利用されます。

このようなカオスの特性を利用してカオス通信を実装するには、送信機と受信機の 2 つのカオス発振器が必要です。送信機では、メッセージがカオス信号に追加され、その後、メッセージがカオス信号でマスクされます。カオス信号は情報を運ぶため、カオスキャリアとも呼ばれます。これらの発振器を同期することは、ニューラル暗号化におけるランダム ニューラル ネットの同期に似ています。

カオス同期が使用される場合、通信デバイスの基本スキーム (Cuomo and Oppenheim 1993) は、2 つの同一のカオス発振器によって作成されます。1 つは送信機として使用され、もう 1 つは受信機として使用されます。これらは、 2 つの発振器間で同一のカオス同期が達成されるように、送信機が受信機を駆動する構成で接続されます。情報伝送の目的で、送信機では、受信機を駆動するカオス信号に小さな摂動としてメッセージが追加されます。このようにして、送信されるメッセージはカオス信号によってマスクされます。受信機が送信機に同期すると、送信機によって送信された信号と、カオス同期メカニズムによって受信機で生成されたそのコピーとの減算によってメッセージがデコードされます。これが機能するのは、送信機の出力にはカオス キャリアとメッセージが含まれるのに対し、受信機の出力にはメッセージのないカオス キャリアのコピーのみが含まれるためです。

カオス通信は光通信において成功を収めています。

• Cuomo, Kevin M.; Oppenheim, Alan V. (1993-07-05). 「同期カオスの回路実装と通信への応用」. Physical Review Letters . 71 (1). American Physical Society (APS): 65–68. Bibcode :1993PhRvL..71...65C. doi :10.1103/physrevlett.71.65. ISSN  0031-9007. PMID  10054374.