The requirement for network security has led to the vigorous development of secure communication technologies. As a physical layer secure communication technology, chaotic optical communication uses chaotic optical carrier to hide confidential information and extract the secret information through chaotic synchronization of the transceiver. It has the advantages of high speed and compatibility with traditional optical fiber communication technology. However, the existing external cavity feedback chaotic optical transmitter suffers from the key parameters leakage and poor reconfigurability, resulting in insufficient key space and reduced security of chaotic optical communication system..This project proposes a novel double random phase encoding technique to enhance the security of chaotic optical communication. The chaotic optical signal outside the cavity of the chaotic transmitter is firstly phase encoded, then experience phase modulation to intensity modulation conversion by chromatic dispersion to disturb its intensity distribution, and eventually phase encoded again to conceal key parameters of the chaotic transmitter, as well as significantly improving the chaotic key space. The project will study the time-frequency domain evolution characteristics of chaotic signals after double random phase encoding and explore the physical mechanism of eliminating the key parameters. The system parameters for obtaining the optimal key space and confidential transmission performance will be figured out, and a high-speed chaotic secure communication system by combining hardware key encryption and reconfigurable digital key encryption will be established eventually..This research will provide a new solution to expand key space and enhance security for chaotic optical communication, which is of great significance for promoting the practical application of chaotic optical communication.
网络安全的需求促使保密通信技术蓬勃发展。混沌光通信是一种利用混沌光载波将保密信息隐藏,通过收发机的混沌同步提取保密信息的物理层保密通信技术,具有高速、与传统光通信技术兼容等优势。但现有的外腔反馈混沌光发射机存在关键密钥参数容易泄露且可重构性较差的问题,导致密钥空间不足,混沌光通信的安全性降低。.本项目提出利用双随机相位编码增强混沌光通信的安全性。通过在混沌发射机腔外对混沌信号进行相位编码,基于色散的相位强度转换而扰乱信号的强度分布,并经过第二次相位编码实现混沌关键密钥参数的隐藏和密钥空间的显著提升。项目将研究双随机相位编码混沌信号的时频域演化特性,探索消除关键密钥参数特征的物理机制,确立获得最佳密钥空间和保密传输性能的参数条件,构建一种融合硬件加密和可重构数字加密的混沌保密通信系统。.本研究将为混沌光通信提供一种扩大密钥空间、增强安全性的新思路,对推动混沌光通信的实际应用具有重要的意义。
传统混沌光通信是将保密信息隐藏在混沌载波中,并通过混沌同步实现对保密信息恢复的一种物理层硬件保密通信技术,可以与现代光纤通信技术兼容等优势,但现有的基于外腔反馈的混沌光发射机存在关键密钥参数容易泄露,导致硬件参数空间不足而使得混沌光通信的安全性降低。我们按原定计划开展了研究,并取得了预期的研究成果:掌握了基于动态时域随机相位编码的强度扰乱技术来大幅提高混沌光通信系统的密钥空间,进而增强混沌通信安全性的物理机制,探明了混沌信号经时域随机相位编码作用后时频域的动态变化规律,厘清了消除外腔时延信息和弛豫振荡频率特征的条件和物理机理,确立了混沌加密信号获得最佳解码和保密传输性能的系统参数,通过实验探索,获得了传输速率大于10Gb/s,传输距离大于50km的混沌保密通信技术指标,最终达到利用时域随机相位编码技术增强混沌系统安全性的目标。 . 项目执行过程中,取得的主要成果包括:发表学术期刊论文14篇(其中被SCI收录期刊论文12篇);授权国家发明专利4项、公开国家发明专利9项;国际学术会议特邀报告1次。此外,在本项目的资助下,项目负责人获批广东省自然科学基金杰出青年,先后培养硕士生9名,毕业硕士生3名。本项目研究为混沌光通信提供了一种扩大密钥空间、增强系统安全性的新技术,对推动混沌光通信走向实际应用提供了重要的技术支撑。
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数据更新时间:2023-05-31
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