[发明专利]一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统

说明书

本发明公开了一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，包括发送端和接收端；发送端的第一激光器产生混沌载频信号，并经过第一分束器进行分束，一部分进入第一差分电路用于检测本地信号；另一部分通过第一环形器、第一相位调制器进行相位调制；将经过调制的信号经第一耦合器耦合后分为两路，一路进入第一环形器产生强度反馈；另一路经过第二相位调制器、第二耦合器后进入第一光电振荡器产生相位混沌信号；将具有强度和相位混沌的信号通过第二环形器进入第三相位调制器，同时接收从接收端传输来的与混沌信号相反的混沌信号，将两种信号进行相位抵消及解调，获得传输信息。

技术领域

本发明涉及光信息技术领域，尤其涉及一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统。

背景技术

混沌是一种对初值敏感且难以长期预测的类噪声随机过程，在保密通信、图像加密以及神经网络等领域都有着广阔的前景。在整个混沌通信的传输过程中，信息的保密性就显的尤为重要，只有将信息尤其是将发射端的参数进行隐藏，才能保证信息不被窃听，使得他人无法重构发射端的混沌动力学，保证了通信的安全。通信安全在保密通信、神经网络、生物学和经济学研究上都有重要意义，在信号处理、医学诊断、复杂经济系统有极大的潜在应用价值。

在混沌安全通信系统中，可以利用外光注入、外光反馈、相互耦合等方法增加半导体激光器(semiconductor laser，SL)的自由度从而产生混沌信号。目前混沌保密通信的研究大多基于单向通信，而随着光通信技术的不断发展，双向、多向混沌保密通信将更具有实际应用价值，同时针对混沌通信的提高抗干扰和抗破译的能力要求不断提升，对提高混沌通信保密性的研究在不断加深。为提高系统的安全性，需对某些关键参数进行隐藏，如时间延迟。如何有效隐藏时间延迟信息，不被窃听者窃取，是实现混沌保密通信的关键。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，其中两个半导体激光器在由双向耦合引起的混沌状态下通信，具有成本低、性能稳定、复杂度高、保密性强等特点。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，包括发送端和接收端；所述发送端包括第一激光器、第一分束器、第一环形器、第二环形器、第一耦合器、第二耦合器、第一相位调制器、第二相位调制器、第三相位调制器、第一光电振荡器、第一差分电路；所述发送端的第一激光器产生混沌载频信号，将所述产生的混沌载频信号经过第一分束器进行分束，一部分进入第一差分电路，用于检测本地信号；另一部分通过第一环形器、第一相位调制器进行相位调制，得到调制信号；将所述得到的调制信号经第一耦合器耦合后分为两路，一路进入第一环形器产生强度反馈；另一路经过第二相位调制器、第二耦合器后进入第一光电振荡器产生相位混沌信号；将所述产生的强度反馈和相位混沌信号通过第二环形器进入第三相位调制器，同时接收从接收端传输来的与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号，将所述接收到的强度反馈和相位混沌信号以及与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号进行相位抵消及解调，获得传输信息。

进一步的，所述第一光电振荡器包括第一光纤、第一马赫增德尔干涉仪、第一光电检测器、第一RF放大器。

进一步的，所述第一差分电路包括第一准直透镜、第四光电检测器；所述一部分进入第一差分电路，用于检测本地信号具体为：一部分经由第一准直透镜、第四光电检测器后被第四光电检测器转化为电信号，用于检测本地信号。

进一步的，所述一路进入第一环形器产生强度反馈中还包括一路进入第一环形器后反馈至第一激光器，产生强度反馈。

进一步的，所述发送端还包括第二分束器、第二光电振荡器；所述第二光电振荡器包括第二马赫增德尔干涉仪、第二光电检测器、第二RF放大器；将所述产生的强度反馈及相位混沌信号通过第二环形器进入接收端具体为：将所述产生的强度反馈及相位混沌信号经过第二环形器进入第二分束器进行分束，一部分经过第二马赫增德尔干涉仪、第二光电检测器、第二RF放大器，产生与接收端传输来的混沌信号相反的混沌相位。