[发明专利]自由空间光通信FSO安全性的混沌加密方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自由空间光通信FSO安全性的混沌加密方法。

背景技术

FSO通信是一种以激光作为信息载体、通过大气层或外空间传输的通信方式，又叫自由空间光通信。最初用于军事方面，随着社会的发展，FSO通信技术已进入实用研究阶段,国内外都有相应的实验系统和商业产品问世。它通常用来传输图像、声音及视频文件等，在许多场合下有保密传输的需求。一般来说，自由空间光通信的保密性很好，因为红外激光的波束很窄而且不可见，很难在空中发现信息链路，同时，激光束的定向性非常好，必须截断通信链路才能获取信息，易被用户察觉。随着科技水平的提高，窃密者对秘密信息的刺探和攻击手段已经进入到量子级的水平。量子保密通信中使用的单光子探测系统已经能观察到，在这种情况下，自由空间光通信系统开放的信道就显得毫无防护能力，窃密者在不阻断光束传播的情况下就能获取信息。窃取光信号的方法有两种，第一种是在信道范围内直接测量的方法，第二种是在信道范围外通过测量散射光的强度而获取的方法。鉴于上述原因，FSO通信系统信号可以被截获，所以对信息进行加密是必要的。为了解决这个问题，本发明基于混沌动力学系统的加密技术，给出了自由空间光通信FSO安全性的混沌加密方法。

发明内容

本发明为解决现有自由空间光通信系统在通信过程中容易被截获等问题，提供一种自由空间光通信FSO安全性的混沌加密方法。

自由空间光通信FSO安全性的混沌加密方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、将输入信号S_i与发送端的驱动混沌电路产生的混沌信号进行加密变换，然后将经过所述加密变换的信号发送至接收端的大气传输通道；

步骤二、将步骤一所述的加密变换的信号与接收端的同步混沌电路产生的同步混沌信号进行解密变换，获得输出信号S_o；

所述发送端的驱动混沌电路与接收端的同步混沌电路均由单环掺铒光纤激光器系统实现。

本发明所述的步骤一中，输入信号S_i经过驱动混沌电路的光调制器C6与经延迟器D1出来的同步输出信号进行调制，调制后的信号经过耦合器C2进入掺铒光纤环M内；I_pa为掺铒光纤环M的输入泵浦光强，波分复用器C5将经过隔离器A的泵浦光强I_pa与经掺铒光纤环M反馈回来的信号进行复合，复合后的信号一部分输入掺铒光纤环M内，另一部分输出至耦合器C1，经耦合器C1出来的信号一部分进入延迟器D1，另一部分信号作为加密变换后的发射信号E_m，所述发射信号E_m经发射天线发射到大气传输通道，并由接收端的接收天线接收。

本发明所述的步骤二中接收端接收加密变换的信号后，经耦合器C3分为两路信号，一路信号经波分复用器C4进入掺铒光纤环S内，另一路信号E_s与经耦合器C9输出的一路信号进行解密变换，获得输出信号S_o；经耦合器C9的另一路信号依次经延迟器D2、光调制器C8和耦合器C7进入同步混沌电路的掺铒光纤环S内。

本发明的有益效果：本发明所述的方法降低了自由空间光通信传输信息的窃取性，由于利用单环掺铒光纤激光器系统产生混沌信号，该信号具有非周期性，长期不可预测性，对信息进行加密，即使被截获，也不可能被解密。并且在现有的FSO通信加密方法上提供了一种可选性。

附图说明

图1为本发明所述的自由空间光通信FSO安全性的混沌加密方法的原理图；

图2为本发明所述的自由空间光通信FSO安全性的混沌加密方法中单环掺铒激光器系统混沌通信结构图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1和图2说明本实施方式，自由空间光通信FSO安全性的混沌加密方法，该方法由以下步骤实现：

一、输入信号S_i经过驱动混沌电路的光调制器C6与经延迟器D1出来的同步输出信号进行调制，调制后的信号经过耦合器C2进入掺铒光纤环M内，在环M内，经耦合器C2耦合后的信号通过极化控制器A、一段掺铒光纤反馈到波分复用器C5。其中，光调制器C6的损耗系数随着输入信号S_i的不同而不同，损耗系数ε_i的表达式可记ε_i＝60+10S_i，所述输入信号S_i是数字输入信号，可以表示为：

τ＝(2n+1)T/2,S_i＝0；