[发明专利]一种密钥空间增强的混沌光保密通信装置

说明书

本发明涉及保密通信技术领域，具体是一种密钥空间增强的混沌保密通信装置，包括驱动激光器，驱动激光器发出的光经第一分光器后分为两束，分别入射至第一集成互耦合半导体激光器和第二集成互耦合半导体激光器；第一集成互耦合半导体激光器输出的激光分为两束，其中一束经第一加法器加载第一信号，经第一光环形器、第二环形器后被第四光电探测器探测，另一束被第一光电探测器探测；第二集成互耦合半导体激光器输出的激光分为两束，其中一束经第二加法器加载第二信号后，经第二光环形器、第一环形器被第三光电探测器探测；另一束被第二光电探测器探测，然后通过减法器解调出加载信号。本发明增强了密钥空间，提高了混沌光通信的安全性。

技术领域

本发明涉及保密通信技术领域，具体是一种基于集成互耦合半导体激光器的密钥空间增强的混沌光保密通信装置。

背景技术

混沌光保密通信由于高速、硬件加密、传输距离长、与现行光通信网络相兼容等特点，受到了广泛的关注。而密钥空间的大小是衡量混沌光保密通信安全性的一个重要指标，一般来说密钥空间越大，系统的安全性就越高。因此，有必要研究一种密钥空间增强的混沌光保密通信方法。

光反馈半导体激光器由于其结构简单，易于集成等优点广泛应用于混沌光保密通信，但是由于其反馈时延和偏置电流能够通过自相关函数和弛豫振荡频率得到，因此，反馈时延和偏置电流不能作为密钥参数。所以其密钥空间非常有限，系统的安全性不高。

目前混沌光保密通信中，增强混沌光保密通信密钥空间的方法主要有以下几种：

1.增加外腔的数量

通过增加反馈腔的数量，能够有效隐藏外腔长度的信息（OpticsExpress,Vol.17,No.22,pp.20124-20133,2009），外腔长度也可以用来作为密钥，从而提高了密钥空间的维度，增大了系统的密钥空间。但是外腔数量的增加使得混沌通信收发器的结构更加复杂，易受环境干扰，通信的鲁棒性降低，且密钥空间不大。

2.增加反馈环的复杂性

在反馈回路中嵌入可调控的光电器件，通过增加控制混沌态的器件数量来提升混沌系统的密钥空间。在光电振荡器的反馈环中引入16个级联的FP标准具，理论上可以将密钥空间增加到10⁴⁸左右（OpticsExpress,Vol.24,No.20,23439-23449,2016）。但是这种方法不便于集成和规模化生产，硬件的一致性难以保证，合法通信双方实现混沌同步困难。

综上，现有密钥空间增强的方法存在易受环境影响、不易集成和密钥空间不足等缺点。因此，有必要提出一种新的增强密钥空间的方案，以解决通信过程中密钥空间不足这一技术障碍。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种密钥空间增强的混沌光保密通信装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种密钥空间增强的混沌光保密通信装置，包括：驱动激光器、第一分光器、第一通信模块和第二通信模块；

所述第一通信模块包括：第一集成互耦合半导体激光器、第二分光器、第一加法器、第一光环形器、第一光电探测器、第一减法器、第三光电探测器；

所述第二通信模块包括：第二集成互耦合半导体激光器、第三分光器、第二加法器、第二光环形器、第二光电探测器、第二减法器、第四光电探测器；

所述第一集成互耦合半导体激光器和第二集成互耦合半导体激光器均为依次设置的DFB激光器区、无源相位区、放大区和DFB激光器区集成而成；

所述驱动激光器发出的光经第一分光器后分为两束，分别入射至第一集成互耦合半导体激光器和第二集成互耦合半导体激光器的DFB激光器区；