面向光网络物理层安全的放大自发辐射光隐藏通信方法研究

基本信息
批准号:61901480
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:朱华涛
学科分类:
依托单位:中国人民解放军国防科技大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
高速光纤传输光隐藏光通信物理层安全
结项摘要

Optical stealth communication (OSC) with advantage of imperceptibility and compatible with wavelength division multiplexing channel will play a great role in physical layer security of optical networks. It is a key step for OSC system to transmit across optical network nodes, in which the transmitted power and bandwidth are restricted. In addition, the OSC system faces the challenge of anti-interception. This project will research OSC methods towards physical layer security in optical networks, in which the signal is carried by amplified spontaneous emission (ASE) light. For the main problems in OSC system, this project focuses on the researches of performance evaluation and optimization for OSC system, transmission methods across optical network nodes for stealth channel, and principle of mesoscopic steganography and encryption for ASE photons. Through in-depth and systematic research, the project will explore the influencing mechanism and suppressing method for public channel noise to OSC system, expound the modulation mechanism for OSC system with limited bandwidth, and propose mesoscopic steganography and encryption method for ASE photons. This project will enrich the theory and method of OSC, enhance the availability, imperceptibility and anti-intercept ability. In addition, this project will lay the foundation of reality for secure and high-speed OSC, and it is meaningful for the development of cyber-space security.

光隐藏通信具有不可感知的优点,且与波分复用信道兼容,将在光网络物理层安全领域发挥重要作用。跨光网络节点传输是实现光隐藏通信的关键环节,隐藏通信用户面临发射功率和带宽受限等制约,还面临着抗截获的技术挑战。本项目研究面向光网络物理层安全、以放大自发辐射(ASE)光为载波的隐藏通信方法,针对光隐藏通信面临的主要问题,重点研究:光隐藏通信系统性能评估与优化方法、隐藏信道跨网络节点传输方法和ASE光子介观尺度隐藏加密机理。通过深入系统的研究,建立全面考虑信道噪声的光隐藏通信系统理论模型,探究宿主信道噪声对隐藏系统的影响机制与抑制方法,阐明带宽受限条件下隐藏调制机理,提出ASE光子介观尺度隐藏加密方法。本项目的研究将丰富光隐藏通信相关理论和方法,提高系统的可用性、隐藏性、抗截获性,为安全高速光隐藏通信的实用化奠定基础,对网络空间安全的发展有着重要意义。

项目摘要

光隐藏通信具有不可感知的优点,与波分复用信道兼容,可在光网络物理层安全领域发挥重要作用。项目以放大自发辐射光为主,研究了相干和非相干光隐藏通信系统传输性能和安全性能,分析了差拍噪声对系统的影响,从调制频率、偏置电流、调制电流等参数入手,优化了光隐藏通信系统的隐藏性和传输性能。针对带宽受限条件下时域处理问题,研究不改变放大自发辐射光时频域特征的互补调制方案,对窄带光信号设计了时域/频谱二维编码的互补调制方案,并进行了验证。针对隐藏信道面临低信噪比接收的问题,利用微波光子技术,在电域滤除噪声,提高隐藏信道传输性能,对比测试了不同光源、不同带宽时的链路响应。针对放大自发辐射光子的特点,利用海森堡不确定性原理测算了光子数不确定度,设计了放大自发辐射光子介观尺度隐藏加密方案,并实现了25km无误码传输实验。针对窄带光信号,采用等效频谱相位编码进行介观尺度隐藏加密,设计了匹配的解密方案,实现了量子噪声流加密隐藏传输,为安全光通信技术的融合提供了重要参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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