[发明专利]一种基于混沌序列映射的OOFDM加密系统

说明书

本发明公开了一种基于混沌序列映射的OOFDM加密系统。本发明包括基于混沌序列映射加密的光发射模块、光纤传输模块和基于混沌序列映射解密的光接收模块，光发射模块、光纤传输模块和光接收模块依次连接。基于混沌序列映射加密的光发射模块包括混沌加密单元和OFDM调制单元；其中混沌加密单元通过OFDM调制单元与光纤传输模块一端相连接；基于混沌序列映射解密的光接收模块包括混沌解密单元和OFDM解调单元；光纤传输模块另一端通过OFDM解调单元与混沌解密单元相连接。发明充分利用混沌系统对初值敏感性的特点，极大的提高了加密的安全性，同时较好地保持OFDM调制的正交性同时，降低了因加密而带来的系统性能的损伤。

技术领域

本发明涉及光通信加密技术领域，具体的涉及一种基于混沌序列映射的OOFDM加密系统。

背景技术

随着通信技术的不断发展和成熟，人们对通信速率的要求越来越高。随着以数据通信和图像通信为主的第四代移动通信的应用，光纤通信成为了移动通信的主要方式。光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OOFDM)技术作为一种可以有效对抗信号波形干扰的光通信技术，引起了广泛的关注。同时，针对OOFDM系统的数据加密也成为了OOFDM系统应用中不得不解决的一个问题。

近年来，混沌加密得到了越来越广泛的关注。由于混沌信号具有随机特性，对初始条件的敏感依赖性和类似噪声的宽功率谱密度，使得混沌信号很难被破译；此外，利用混沌电路实现保密通信，可用简单的电路实现基本的加密功能的同时还使得信号的频谱得以扩展等。混沌序列的这些特性使得混沌加密在信息加密领域中的地位越来越重要。

经检索发现，Xioanan Hu等人在IEEE光子技术快报(Photonics TechnologyLetters)杂志上发表了题为”Chaos-Based Partial Transmit Sequence Technique forPhysical Layer Security in OFDM-PON”的文章。该论文中，作者采用四维的混沌系统，以混沌系统的初始值作为秘钥，产生混沌序列来控制OFDM调制中正交振幅调制(QAM)的相位因子，实现了对OFDM传输系统物理层的加密。然而，该方案采用四维的混沌系统对QAM映射的相位因子进行加密，四维混沌序列的使用一方面增加了系统的复杂度，另一方面QAM映射相位因子的改变也会在一定程度上破坏了OFDM信号的正交性，因而在一定程度上将会引起系统性能的降低，调成成本的增加以及系统效率的降低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于混沌序列映射的OOFDM加密系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案具体如下：

本发明包括基于混沌序列映射加密的光发射模块、光纤传输模块和基于混沌序列映射解密的光接收模块，其特征在于光发射模块、光纤传输模块和光接收模块依次连接；

所述基于混沌序列映射加密的光发射模块包括混沌加密单元和OFDM调制单元；其中混沌加密单元通过OFDM调制单元与光纤传输模块一端相连接；

所述基于混沌序列映射解密的光接收模块包括混沌解密单元和OFDM解调单元；光纤传输模块另一端通过OFDM解调单元与混沌解密单元相连接；

所述的混沌加密单元的加密过程具体如下：

首先确定加密秘钥的加密密钥值，然后将加密密钥值输入混沌信号发生器产生混沌信号序列流；混沌信号序列流经过二值生成器产生二值序列；对二值序列和原始数据信号流进行混沌加密，经过加密后进行QAM映射后生成映射数据流，映射数据流依次经过OFDM调制单元、光纤传输模块和OFDM解调单元后生成解调后未解密的数据流；

所述的二值序列和原始数据信号流的加密采用异或加密方法；

所述的混沌解密单元的解密过程具体如下：