Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiano Alan Serafim Ferrari.pdf: 2088723 bytes, checksum: 870f9764d54466ce2b19e8b0e090108b (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Chaotic systems are characterized by irregular behaviour, which some times are confused with random behaviour. The time evolution of these systems is described using an evolution rule. Even a chaotic system begins in two very close initial conditions, they will diverge exponentially to one another. Thus, this sensibility creates difficults to predict and get the chaotic orbit. Chaotic systems unpredictness make it more intersting studying its probability distribution than its time series directly. Through information theory is possible study dynamical systems by mean of its probability. Inside information theory an important quantity is the transfer entropy, that allows us to study statistic coherence in systemns which have their evolution through time. With this coherence it is possible transmit information using chaos in a safe way. Therefore, we present a model present in the literature and we suggest a new model of this safe transmission. / Sistemas caóticos se caracterizam por um comportamento irregular, aparentemente aleatório, mas cuja sua evolução temporal é descrita por uma regra de evolução. Mesmo quando um sistema caótico ´e iniciado de duas condições iniciais muito próximas elas tendem a divergir exponencialmente uma da outra com o tempo. Esta sensibilidade à condições iniciais torna a previsibilidade de uma órbita caótica difícil de se obter. A imprevisibilidade de sistemas caóticos faz com que muitas vezes seja mais interessante estudar sua distribuição de probabilidade ao invés de sua série temporal diretamente. Através da teoria da informação é possível estudar sistemas dinâmicos a partir de sua probalidade. Dentro da teoria da informação uma quantidade importante é a entropia de transferência que permite estudar coerências estatísticas em sistemas que evoluem no tempo. A partir desta coerência é possível transmitir informação de forma segura utilizando caos, apresentamos um modelo j´a existente na literatura e propomos um novo modelo para esta transmiss˜ao segura.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Romeu Miqueias.pdf: 9797233 bytes, checksum: d4b08f71cb22063247e9bb495366dd55 (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Synchronization is a dynamical behavior exhibited by a wide range of systems. Neurons, firefly and Josephson junctions are examples of these systems. It is defined as an adjustment of rhythms of oscillating objects due to weak interaction between them, and it is studied using different mathematical models including the coupled map lattices (CMLs). In CML the synchronization corresponds to process in which all state variables become identical at the same instant. Usually we study the CML synchronization by calculating the conditional Lyapunov exponents. However, if the coupling or network topology is time-varying, this exponents are not readily determined. In this work we propose new quantities to study the synchronization in these CMLs. These quantities are defined as weighted averages over all possible topologies and, if the topology is constant, they are equivalent to the usual Lyapunov exponents. We find an analytical expression for the effective quantities when the topology is invariant over translation on the network and demonstrate that an ensemble of short time observations can be used to predict the long-term behavior of the lattice. Also we point that, if network has constant and homogeneous structure, the effective quantities correspond to the projection on the eigenvectors associated with this structure. We show the availability of effective quantities using them to build a lattice with constant topology that exhibits the same synchronization critical properties of the lattice with time-varying topology. Finally, we present a cryptosystem for communication systems based on two replica synchronized networks whose elements are not synchronous. We investigate it as to operation time, robustness and security against intruders. Our results suggest that it is safe and efficient for a wide range of parameters. / A sincronização é um comportamento dinâmico exibido por uma ampla variedade de sistemas naturais tais como neurônios, vaga-lumes e junções Josephson. Ela é definida como um ajuste de ritmos de objetos oscilantes devido a uma fraca interação entre eles, e é estudada usando diferentes modelos matemáticos tais como as redes de mapas acoplados (RMAs). Em uma RMA, o processo de sincronização representa uma evolução conjunta entre todas variáveis de estados. Este processo é geralmente investigado com base nos expoentes de Lyapunov condicionais. No entanto, para redes com topologia variável tais expoentes não são facilmente determinados. Neste trabalho propomos novas quantidades para estudar a sincronização nestas redes. Estas quantidades são definidas como médias ponderadas sobre todas as topologias possíveis e, no caso em que a topologia é constante, equivalem aos expoentes de Lyapunov usuais. Encontramos uma expressão analítica para as quantidades efetivas para o caso em que a topologia é invariante sobre translação na rede e demonstramos que um conjunto de observações sobre um intervalo curto de tempo pode ser usado para predizer o comportamento da rede a longo prazo. Também verificamos que, se a rede possui uma estrutura constante e homogênea, as quantidades efetivas podem ser obtidas considerando a projeção sobre os autovetores associados a esta estrutura. Mostramos a eficácia das quantidades efetivas usando-as para construir uma rede com topologia constante que exibe as mesmas propriedades de sincronização da rede com topologia variável. Por último apresentamos um criptossistema para sistemas de comunicação que é baseado em duas réplicas de redes sincronizadas cujos elementos são não-síncronos. Investigamos este sistema quanto ao tempo de operação, a robustez e a segurança contra intrusos. Nossos resultados sugerem que ele é seguro e eficiente para uma amplo intervalo de parâmetros.