1990年，美國海軍實驗室研究人員Pecora和Carroll首次利用驅動—響應法實現了兩個混沌的同步后，混沌同步技術和混沌保密通信成為國際、國內通信領域的一個研究熱點。國際上相繼提出了各種混沌通信制式及其理論與方法，由此使混沌保密通信成為現代通信領域的一個新的分支。
　　混沌保密通信發展歷經了四代^[1]。第一代為1993年提出的加性混沌遮掩系統和混沌鍵控系統；第二代為1993~1995年提出的混沌調制系統；第三代為1997年提出的混沌密碼系統；第四代為1997年提出的基于脈沖控制理論的脈沖同步混沌系統" title="混沌系統">混沌系統。
　　混沌同步是建立一個混沌保密通信系統的關鍵技術。實際上，正是混沌同步的發展引起混沌保密通信系統的發展。第一代混沌保密通信基于最簡單的混沌同步，立足于反饋控制理論。第二、三代混沌保密通信基于自適應同步，源于自適應控制理論。大體上，前三代的混沌同步均為連續同步。前三代的不足之處在于同步信號的帶寬相對于發送的信息較寬，需要30kHz，信道利用率低?；诿}沖同步的第四代混沌保密通信系統可以克服這個不足，一個三階混沌發射機的同步信號只需不大于94Hz的帶寬。
　　另外，現在的一些混沌保密通信系統均基于低維的混沌系統，這樣的低維系統未必足夠安全。出于安全考慮，一種方法是開發高維超混沌(至少兩個正李雅普諾夫指數)保密通信系統，但是這樣的系統同步更困難；另一種方法就是將傳統的密碼學方法與混沌系統結合以提高低維混沌保密通信系統的安全性。要克服低維連續混沌系統的低安全性，有兩個途徑：一是使發射的信號更加復雜，二是減少發射信號中的冗余信息。文獻^[3]提供了一個傳統的密碼學方法與低維混沌信號結合產生極其復雜的發射信號的例子。脈沖同步提供了一種較理想的減少發射信號中冗余信息的方法。由于只有同步脈沖送到響應系統，傳輸信號的冗余信息減少，從這個意義上說，即使低維的混沌系統也能提供較高的安全性。
1 脈沖同步原理^[1,7]
　　令x=(x₁,x₂,…,x_n)′，在脈沖混沌同步系統中，驅動系統為如下的非線性系統
　　
　　其中，φ(x)為非線性項。響應系統為
　　
　　在離散時刻τ_i,i=1,2…，驅動系統的狀態變量發送到響應系統，使得響應系統的狀態變量在這些時刻發生跳變。用脈沖微分方程描述響應系統為：


　　當脈沖間隔較小時，脈沖同步混沌系統對信道加性噪聲和參數失配都比連續同步混沌系統具有更好的魯棒性^[1,2,4]。但是脈沖同步與其他的連續同步方法相比，同步建立時間比較長^[6]。
2 一般化的脈沖同步混沌保密通信系統
　　許多文獻[1～2]提到的基于脈沖同步的混沌保密通信系統的框圖如圖1所示。該系統將脈沖同步與傳統的密碼學技術相結合，達到了既增加發射信號的復雜度又減少發射信號的冗余信息的目的。它由一個發射機和一個接收機組成，在發射端和接收端都包含一個同樣的混沌系統。

　　發射到公共信道的信號由一系列時間幀組成。每一幀持續時間為T秒，由兩個區域組成：第一個區域是由同步脈沖組成的同步區，用于同步混沌保密通信系統的發射端和接收端，持續時間Q秒；第二個區域是加密后的信息區，包含加密后的信息，持續時間為T-Q秒。為了確保同步，一般要求T＜△_max,△_max為同步脈沖間隔的上限。發射端的合成模塊將同步脈沖信號和加密后的信息合成為一個時間幀。最簡單的合成方法是將每一幀的前Q秒發送同步脈沖信號，后T-Q秒發送加密后的信息。接收端的分解模塊將每一時間幀的同步區域與加密后的信息區域分開，分離出的同步脈沖用于同步接收端和發射端的混沌系統，產生密鑰信號。密鑰信號和被加密的信息送到解密模塊，恢復出所需的信息。
　　影響系統脈沖同步性能的主要因素有兩個：一是為達到同步的最小脈沖寬度Q，另一個是時間幀的長度T。(脈沖周期)以蔡氏振蕩電路做實驗，可以得到在不同的脈沖周期T時為達到同步的最小脈沖寬度Q及Q/T，結論如下^[2]：
　　·當T＜9.0×10^-6s時，脈沖寬度僅需脈沖周期的8%即可達到“幾乎一樣”的同步，剩下92%的時隙可以用來傳輸加密后的信息。在這種情況下，Q隨著T同比例變化，即Q/T的值固定。此時，可認為相對于T而言Q充分地小，傳輸加密信息時損失時間可以忽略不計。
　　·當9.0×10^-6s＜T＜5.0×10^-5s時，隨著T的增加，Q/T的值從8%增加到50%，用于傳輸加密后的信息的時隙就相應減小了。
　　·當5.0×10^-5s＜T＜5.0×10^-3s時，為了達到“幾乎一樣”的同步，脈沖寬度至少占據脈沖周期的50%。相對T而言，Q完全不能被忽略。
　　整個系統的安全性依賴于發射端和接收端的混沌系統的參數和結構。在軍事上，可以通過插拔不同的“硬件密鑰”(混沌電路)達到極高的保密目的。對于商業移動通信，每個移動站的混沌系統結構將保持一致，但是不同的移動站可以設定不同的參數以提高保密性。
3 一種改進的脈沖同步混沌保密通信系統
　　上述的脈沖同步系統可以達到發射信號的復雜性和低冗余性這兩個較理想的特性，而且有著較高的帶寬利用率，但是這種脈沖同步系統會出現傳輸時間幀擁堵的問題。上一節已提到，同步的精確度既取決于時間幀的長度T也取決于脈沖的寬度Q。當脈沖周期增加時，同步脈沖的最小寬度也會隨著增加，這就意味著當時間幀的長度大于某一限度時，脈沖寬度Q就會占據整個時間幀T，時間Q將完全不能被忽略，這將導致時間幀擁堵。當采用超混沌系統時，這種情況會更嚴重。在超混沌系統中，需要兩個同步脈沖區(每一個區都為Q秒)，為了達到“幾乎一樣”的同步，當1.3×10^-5s＜T＜2.0×10^-5s時，2Q/T達到了100%^[2]，沒有時隙可以用來傳輸加密后的信息了。下面介紹的脈沖同步系統可以很好地解決時間幀擁堵的問題^[5]。
　　該脈沖同步系統運用一致同等有界性和同等拉格朗日穩定性理論，通過脈沖控制一個非自治的兩階系統同步收發端。在該系統中，密鑰信號(混沌信號)和加密后的信息都沒有發送到公共信道，它們被嵌入在同步脈沖里，在接收端通過這些脈沖被“感應”出來。因此，這種系統被稱為“信息感應”脈沖同步混沌保密通信系統，框圖如圖2所示。