Программно-аппаратная реализация системы защищенной передачи данных с хаотической несущей и наблюдателем состояния

Мушенко Алексей Сергеевич – доцент кафедры синергетики и процессов управления имени профессора А.А. Колесникова ИКТИБ ЮФУ, член международного сообщества IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

Как передать секретное сообщение так, чтобы его невозможно было перехватить? Один из способов – спрятать сигнал в хаосе.

Динамический хаос – это особое поведение сложных систем, когда они выглядят абсолютно непредсказуемыми. Хаотический генератор выдает сигнал, который кажется случайным шумом. Но внутри этого «шума» скрыта математическая закономерность — если знать параметры системы, хаос можно «обуздать».

На стороне передатчика полезный сигнал (например, текст сообщения или команда управления) подмешивается в хаотическую несущую. Получаем сложный сигнал, который практически не отличим от обычного шума.

На стороне приемника стоит синергетический наблюдатель состояния – это специальный алгоритм, который анализирует получаемый хаотический сигнал и «догадывается», что было на входе. Он восстанавливает исходное сообщение, зная математическую модель хаотической несущей и способ «погружения» полезного сигнала в хаотический.

В статьях «Программно-аппаратная реализация системы защищенной передачи данных с хаотической несущей и наблюдателем состояния» (труды IEEE-конференции по проблемам управления в технических системах, СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2025) и «Modeling a Single-Channel Synergetic Observer for Chaos-Based Secure Communication System Applications» (журнал Mathematics 2024, 12(17), входит в квартиль Q1) Алексей Сергеевич с коллегами пошли дальше теории. Они:

• синтезировали синергетический наблюдатель для хаотического генератора Генезио-Тези;

• построили модель системы в MATLAB/Simulink;

• перенесли её на реальный одноплатный компьютер Raspberry Pi;

• получили работающий прототип, который передаёт и восстанавливает полезный сигнал.

Разработанный прототип можно использовать для передачи коротких, но критически важных сообщений – например, ключей шифрования для традиционных каналов связи или команд управления киберфизическими системами. Хаотическая несущая обеспечивает скрытность, а многократная передача и статистическая обработка позволяют компенсировать неизбежные ошибки восстановления.

Хаос бывает полезным. Если знать его математическую природу, можно использовать непредсказуемость для защиты информации. Хакер видит шум – а вы читаете сообщение. Это и есть защищенная хаосодинамическая связь будущего.

Хотите узнать, как хаос служит порядку?

Добро пожаловать в мир синергетических технологий управления и моделирования!

Будь с нами. Будь с наукой ?

Ссылки на работы: https:https://vk.cc/d1RGHH

https://cts.etu.ru/assets/files/2025/sbornik/045-048.pdfука_ПроектныйОфис_ИКТИБ #СНО_Экспонента

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: cts.etu.ru

Комментарии: