Kaotik sistemlerle güvenli haberleşme uygulaması

Abstract

Kaotik sistemler doğrusal olmayan dinamik sistemler olup en önemli özellikleri başlangıç şartlarına hassas duyarlılıkları, periyodik olmayan davranışlar sergilemeleri, gürültü benzeri geniş ve dağınık spektruma sahip olmalarıdır. Sistemlerin istenmeyen kaotik davranışlarını kontrol altına alan ve sistemlerin kaotik davranışlarını engelleyen çeşitli kontrol mekanizmaları ve algoritmaları geliştirilmiştir. Diğer taraftan, kaotik sistemlerin olumlu yönleri biyomedikal ve tıbbi uygulamalar, rastgele numaralandırıcılar, şifreleme, güvenli haberleşme gibi birçok alanda kullanılmıştır. Kaotik sistemler ve gürültü benzer geniş bant dağılmış tayfa sahiptirler. Bu benzerlik bilgi işaretinin güvenli bir yolla iletilmesini sağlar. Güvenli haberleşme literatüründe, araştırmacılar genellikle Chua, Lorenz ve Rössler gibi sistemleri kullanırlar ve kaotik sistemleri OP-AMP kullanarak gerçeklerler. Bu tezde Sprott A, Sprott B, Sprott G, Sprott H ve Yayınımsız Lorenz sistemlerinin kaotik devreleri, Sprott A, Sprott B ve Yayınımsız Lorenz sistemlerinin haberleşme devreleri tasarlanmıştır. Tüm devreler OP-AMP yerine kaotik sistemlerde daha önceden işlevsel eleman olarak hiç kullanılmayan OTRA, CCII ve CCIII kullanılarak tasarlanmıştır. Akım modlu devreler voltaj modlu devrelere göre büyük bant genişliği, yüksek değişim hızı, daha geniş dinamik saha, düşük güç tüketimi, basit devre yapısı ve geniş doğrusallık sahası gibi karakteristik özellikleri taşıdıklarından tüm devreler ilk defa OTRA, CCII ve CCIII ile tasarlanmıştır.

Chaotic systems are nonlinear dynamical systems and the most important features of the chaotic systems are sensivity on initial conditions, having nonperiodic behavior and noise like wideband spread spectrum. Several control mechanisms and algorithms have been developed to control the unwanted chaotic behavior of the systems and to prevent the chaotic behavior of the systems. On the other hand, the positive aspects of the chaotic systems are used in many areas like biomedical and medical applications, random enumerators, encryption, secure communication. The chaotic systems and noise have similar wideband spread spectrum. This similarity allows the transmission of the information signal in a secure way. In secure communications literature, the researchers generally use Chua, Lorenz, and Rössler systems and implement the chaotic systems using OP-AMP. In this thesis, chaotic circuits of Sprott A, Sprott B, Sprott G, Sprott H, and Diffusionless Lorenz systems and communications circuits of Sprott A, Sprott B, and Diffusionless Lorenz systems are designed. All circuits are designed using OTRA, CCII, and CCIII instead of OP-AMP and they are never used as a functional element in the chaotic systems. Since current mode circuits have larger bandwith, higher exchange rate, wider dinamic range, lower power consuption, simpler circuit structures and larger linearity field like characteristics than voltage mode circuits, all circuits are designed with OTRA, CCII and CCIII for the first time.