混沌保密光通信研究进展

针对混沌保密光通信的关键技术和最新的研究进展,首先介绍了基于不同非线性器件的混沌生成方法;然后重点研究了混沌光通信的研究前沿,包括如何提高安全性、如何提升混沌保密光通信的传输容量和距离;最后讨论了混沌保密光通信的局限性和潜力,并对混沌保密光通信的关键技术和研究进展进行了总结。

混沌保密光通信技术在电力通信网中的应用

混沌信号以其宽带、类噪声以及不可长期预测的特性在保密通信领域获得了广泛的关注。文章提出利用混沌保密光通信技术来保障电力通信网中的传输安全性,首先搭建了传统的基于光-电-光结构的混沌光加密装置,研究该混沌保密光通信系统在电力通信网中应用可能存在的安全问题,针对传统方案中时延特征的安全性问题,提出了消除混沌时延特征参数的方案,并通过实验验证了混沌时延特征参数的隐藏。同时,针对参数估计的攻击方式,分析了混沌保密光通信系统的安全性能。而对于暴力破解,分析了该方案的密钥空间,证明该方案的密钥空间获得极大的扩展,说明了暴力破解的困难性,证明了该方案可在电力通信网中保障传输的安全性。

基于神经网络同步的全光混沌通信

全光混沌由于产生结构简单和混沌复杂度高等特点,在混沌保密通信中起着重要的作用。由于全光混沌需要发射端与接收端激光器参数几乎完全一致才可达到很好的同步效果,一直没有在保密通信方向取得很好的应用。文章提出了一种利用神经网络对激光器进行建模同步的方法,在发射端利用大量已知混沌信号和混沌加密信号对神经网络进行训练,得到一个与发射端激光器结构相似的神经网络模型,在接收端利用此神经网络模型对加密信息进行解密,并通过实验成功对5 Gbit/s信号进行了混沌加密和解密。此方法大大降低了全光混沌同步的复杂度,并为点到多点全光混沌通信提供了可能。

基于特定色散曲线的全光混沌频谱展宽

全光混沌因其结构简单,混沌信号具有类噪声、不可预测等特点被广泛应用于保密通信领域和真随机数发生器领域。文章提出利用特定色散曲线的相位作用与激光器的内外腔的非线性效应来平坦化混沌信号的频谱,从而实现高带宽的混沌信号,同时能够在一定程度上减弱混沌信号的内在相关性。首先搭建了传统的全光混沌结构,分析其频谱特征,然后在该系统结构的外腔环内通过色散补偿器件引入了所设计的特定色散曲线,最后对比分析了不同色散曲线情况下对全光混沌信号频谱的影响。实验结果证明了该方案能够展宽全光混沌信号的频谱。