Instrumentación

 

Evaluando las sincronizaciones sin y con retroalimentación en circuitos de Lorenz

 

R. Núñez

 

Electrónica y Telecomunicaciones–Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Km.107, carr. Tj.–Eda., Eda., B.C., México, Tel/Fax (646)175–0500/554, e–mail: rnunez@cicese.mx.

 

Recibido el 10 de agosto de 2010
Aceptado el 11 de noviembre de 2010

 

Resumen

Dado que la sincronización es primordial para el envío de información privada por medio de encriptamiento caótico y de conmutación paramétrica, el presente describe un estudio experimental que, sobre dos esquemas de sincronización llamados sin y con retroalimentación, se realiza utilizando como fuente generadora de caos al circuito de Lorenz. La idea es conocer cual es el más eficiente y robusto para aplicarlo en encriptamiento caótico. Se implementan los circuitos transmisor y receptor en forma muy semejante y se trabajan en condiciones casi idénticas de operación. Se considera una variación lineal del parámetro de Rayleigh para conocer los errores en las sincronizaciones y las alteraciones que registran las dinámicas caóticas de los circuitos. Para ello, se utilizan planos de fase, análisis espectral y de coherencia. Finalmente, la sincronización con retroalimentación presenta un mayor error en la sincronía, disminuye la dinámica caótica, y las capacidades de encriptamiento y recuperación de la serial de información se ven muy comprometidas; aunado a que requiere de una conexión física más. Por lo que es menos eficiente que la sincronización sin retroalimentacion, aunque para esta se necesita realizar más experimentación sobre el comportamiento ante ruido eléctrico, e inestabilidades de los componentes para proponerla en aplicaciones reales de encriptamiento caótico.

Descriptores: Circuito de Lorenz; sincronización de circuitos caóticos; encriptamiento caótico.

 

Abstract

Since the synchronization is essential for sending private information through chaotic encryption and parametric commutation, the paper describes an experimental study, on two synchronization schemes namely: without and with feedback, is performed using as a chaotic source the Lorenz circuit. The idea is to know the most efficient and robust for application in chaotic encryption. Transmitter and receiver circuits are implemented in a very similar way and worked in almost identical conditions of operation. It is considered a linear variation of the Rayleigh parameter to find the errors in the synchronization and the chaotic dynamics alterations of the circuits. To do this, we use phase planes, spectral analysis and coherence. Finally, synchronization with feedback has a higher synchronization error, decreases the chaotic dynamics and encryption capabilities and information signal retrieval are very committed; together requiring a physical connection more. It is less efficient than the synchronization without feedback, although for the latter further experimentation is needed on the behavior regarding to electrical noise, and instabilities of the components to come in real applications of chaotic encryption.

Keywords: Lorenz circuit; chaotic circuits synchronization; chaotic encryption.

 

PACS: 05.45.Vx; 05.45.Xt; 05.45.Gg.

 

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

 

Agradecimientos

Agradecemos al CONACYT por apoyar económicamente el presente, a través del proyecto: 7453, dirigido por el Dr. J. Álvarez G.

 

Referencias

1. K.M. Cuomo, A.V. Oppenheimy S.H. Strogatz, IEEE Trans. on Circuits and Systs., II: Analog/ Digital and Signal Processing 40 (1993).         [ Links ]

2. T.L. Carroll y L.M. Pecora, IEEE Trans. on Circuits and Systems 38 (1991) 453.         [ Links ]

3. R. Núñez, An optimal chaotic bidirectional communicator based on synchronized Lorenz circuits (Process. of 6th. Experimental Chaos Conference, July 22–26, Postdam, Germany, 2001).         [ Links ]

4. R. Núñez, Rev. Mex. Fís. 52 (2006) 285.         [ Links ]

5. I. Campos, E. Campos, J.S. Murguíay M.E. Chavira, FI–UNAM 10 (2008) 21.         [ Links ]

6. C. Posadas, C. Cruz y R. Núñez, JART 2 (2004).         [ Links ]

7. O.A. González, G. Han, J. Pineda y E. Sánchez, IEEE Trans. on Circuits and Systems.–147 (2000).         [ Links ]

8. R. Núñez, Rev. Mex. Fís. 52 (2006) 372.         [ Links ]

9. D. López y C. Cruz, Rev. Mex. Fís. 51 (2005).         [ Links ]

10. K.M. Cuomo, A.V. Oppenheim y S.H. Strogatz, IJBC 3 (1993) 1629.         [ Links ]

11. E.N. Lorenz, Deterministic nonperiodic flow J. Atmosph., Sci. 20 (1963) 130.         [ Links ]

12. R. Núñez, "The LabVIEW (Generator/Dynamic Analyzer) and Dadisp ATS's" (Confidentials Technicals Reports, DET– CICESE, 1998).         [ Links ]

13. R. Núñez, "Calificación experimental de dos circuitos caóticos" (Congreso internacional XI CLCA'04, La Habana, Cuba, octubre, 2004).         [ Links ]

14. ISA, Norma ANSI/ISA–S51.1–1979 ( R1993), "Process Instrumentation Technology" (1995).         [ Links ]

15. R. Núñez, IEEE–Latin America Transactions 7 (2009).         [ Links ]