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一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2020-12-29
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2021-05-25
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-06-10
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2040-12-29
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN202011601989.3 申请日 2020-12-29
公开/公告号 CN112769538B 公开/公告日 2022-06-10
授权日 2022-06-10 预估到期日 2040-12-29
申请年 2020年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 H04L9/00H04B10/85H04B10/548 主分类号 H04L9/00
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 7
权利要求数量 8 非专利引证数量 1
引用专利数量 1 被引证专利数量 0
非专利引证 1、2009.07.16Penghua Mu ET AL.《.Concealment ofChaos Time-Delay Signature Through Phase-Conjugate Feedback and Chaos OpticalInjection》《.IEEE Photonics Journal》.2017,李齐良等《.基于耦合混沌半导体激光器之间双向信号传输的研究》《.中国激光》.2018,;
引用专利 US2009180778A 被引证专利
专利权维持 1 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 杭州电子科技大学 当前专利权人 杭州电子科技大学
发明人 李齐良、董文龙、唐艺文、林郎、胡淼、周雪芳、唐向宏、曾然 第一发明人 李齐良
地址 浙江省杭州市杭州经济技术开发区白杨街道2号大街1158号 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 8
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
浙江千克知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
周希良
摘要
本发明涉及一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,包括通信连接的发送端和接收端,发送端包括:第一混沌激光器,产生原始混沌光信号;第一光电检测器,将原始混沌光信号转换为混沌电信号;第一置乱模块,对混沌电信号进行置乱运算;第一数模转换器,将置乱运算后的信号转化为光信号;第一马赫‑曾德尔相位调制器,用于对光信号进行相位调制;第一马赫‑曾德尔相位调制器相位调制后的信号发送至接收端;接收端又与发送端相同的器件及结构组成,可产生反向同步相位混沌,通过相位调制器抵消相位混沌,然后利用强度混沌的鲁棒性实现对信号的解密。即利用光电检测器检测本地和接收的光功率信号,减去同步误差,经过低通滤波,恢复发送端的信息。
  • 摘要附图
    一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统
  • 说明书附图:图1
    一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-06-10 授权
2 2021-05-25 实质审查的生效 IPC(主分类): H04L 9/00 专利申请号: 202011601989.3 申请日: 2020.12.29
3 2021-05-07 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,包括通信连接的发送端和接收端,其特征在于,所述发送端包括:第一混沌激光器,用于产生原始混沌光信号;第一光电检测器,用于将原始混沌光信号转换为混沌电信号;第一置乱模块,用于对第一光电检测器输出的混沌电信号进行置乱运算;第一数模转换器,用于将第一置乱模块置乱运算后的信号转化为模拟信号;第一马赫‑曾德尔相位调制器,用于对第一数模转换器输出的模拟信号进行相位调制;第一马赫‑曾德尔相位调制器相位调制后的信号发送至接收端;
所述接收端包括:第二混沌激光器,用于产生与所述原始混沌光信号同步的解密混沌光信号;第二光电检测器,用于将所述解密混沌光信号转换为混沌电信号;第二置乱模块,与所述第一置乱模块参数相同,用于对所述第二光电检测器输出的混沌电信号进行置乱运算;第二数模转换器,用于将第二置乱模块置乱运算后的信号转化为模拟信号;第二马赫‑曾德尔相位调制器,用于对所述第二数模转换器输出的模拟信号进行与所述第一马赫‑曾德尔相位调制器反相同步的相位调制,并将输出信号与所述解密混沌光信号进行相减解码。

2.根据权利要求1所述的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,其特征在于,所述第一置乱模块和所述第二置乱模块皆由依次连接并构成通信回路的编码器、采样器、升序索引序列运算器、置乱运算器组成;所述第一光电检测器输出的混沌电信号分别送至所述第一置乱模块的编码器和采样器;所述第二光电检测器输出的混沌电信号分别送至所述第二置乱模块的编码器和采样器。

3.根据权利要求1所述的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,其特征在于,所述发送端还包括第一电放大器,所述第一光电检测器输出的混沌电信号经所述第一电放大器输出至所述第一置乱模块;所述接收端还包括第二电放大器,所述第二光电检测器输出的混沌电信号经所述第二电放大器输出至所述第二置乱模块;所述第一电放大器与所述第二电放大器的参数相同。

4.根据权利要求1所述的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,其特征在于,所述第一混沌激光器和所述第二混沌激光器的外腔反馈延迟时间为2.67ns。

5.根据权利要求1所述的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,其特征在于,所述第一混沌激光器和所述第二混沌激光器的偏置电流为30mA。

6.根据权利要求1所述的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,其特征在于,所述第一混沌激光器和所述第二混沌激光器的信号波长为1550nm,功率为10mW。

7.根据权利要求1所述的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,其特征在于,所述第一光电检测器和所述第二光电检测器的量子效率为0.1。

8.根据权利要求3所述的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,其特征在于,所述第一电放大器和所述第二电放大器的增益为10dB。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于通信系统技术领域,具体涉及一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统。

背景技术

[0002] 光混沌信号具有频带宽,复杂度高,传输速率快和衰减小等特点,适于作为载波进行光混沌通信。光混沌通信的基础是混沌同步,在发送端和接收端光混沌信号完成同步后,就可以通过将待发送信号加入到光混沌信号中,在接收端利用混沌信号的鲁棒性将接收到的混沌信号与本地混沌信号进行相减就可以将信号解调出来。在混沌通信的过程中,信息保密极其重要,故此需要一种时延签名隐藏的安全通信系统,以避免信息在传输过程中泄露。

发明内容

[0003] 基于现有技术中存在的上述缺点和不足,本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个,换言之,本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统。
[0004] 为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
[0005] 一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,包括通信连接的发送端和接收端,发送端包括:第一混沌激光器,用于产生原始混沌光信号;第一光电检测器,用于将原始混沌光信号转换为混沌电信号;第一置乱模块,用于对第一光电检测器输出的混沌电信号进行置乱运算;第一数模转换器,用于将第一置乱模块置乱运算后的信号转化为模拟信号;第一马赫‑曾德尔相位调制器,用于对第一数模转换器输出的模拟信号进行相位调制;第一马赫‑曾德尔相位调制器相位调制后的信号发送至接收端;
[0006] 接收端包括:第二混沌激光器,用于产生与原始混沌光信号同步的解密混沌光信号;第二光电检测器,用于将解密混沌光信号转换为混沌电信号;第二置乱模块,与第一置乱模块参数相同,用于对第二光电检测器输出的混沌电信号进行置乱运算;第二数模转换器,用于将第二置乱模块置乱运算后的信号转化为模拟信号;第二马赫‑曾德尔相位调制器,用于对第二数模转换器输出的模拟信号进行与第一马赫‑曾德尔相位调制器反相同步的相位调制,并将输出信号与解密混沌光信号进行相减解码。
[0007] 作为优选方案,第一置乱模块和第二置乱模块皆由依次连接并构成一通信回路的编码器、采样器、升序索引序列运算器、置乱运算器组成;第一光电检测器输出的混沌电信号分别送至第一置乱模块的编码器和采样器;第二光电检测器输出的混沌电信号分别送至第二置乱模块的编码器和采样器。
[0008] 作为优选方案,发送端还包括第一电放大器,第一光电检测器输出的混沌电信号经第一电放大器输出至第一置乱模块;接收端还包括第二电放大器,第二光电检测器输出的混沌电信号经第二电放大器输出至第二置乱模块;第一电放大器与第二电放大器的参数相同。
[0009] 作为优选方案,第一混沌激光器和第二混沌激光器的外腔反馈延迟时间为2.67ns。
[0010] 作为优选方案,第一混沌激光器和第二混沌激光器的偏置电流为30mA。
[0011] 作为优选方案,第一混沌激光器和第二混沌激光器的信号波长为1550nm,功率为10mW。
[0012] 作为优选方案,第一光电检测器和第二光电检测器的量子效率为0.1。
[0013] 作为优选方案,第一电放大器和第二电放大器的增益为10dB。
[0014] 本发明与现有技术相比,有益效果是:
[0015] 本发明的时间延迟签名隐藏的安全通信系统,实现了混沌同步通信过程中的混沌时间延迟隐藏,而且具有性能稳定、保密性强的特点。

实施方案

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
[0018] 实施例:本发明提出的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统,其一实施例的系统结构示意图如图1所示。本发明的系统包括相互间通过光纤通信连接的发送端与接收端。发送端包括一个连接有第一马赫‑曾德尔相位调制器(图中MZM)2‑1的第一混沌激光器1‑1,作为混沌光信号发送端;还包括依次连接并构成通信回路的上述第一马赫‑曾德尔相位调制器2‑1、第一光耦合器3‑1、第二光电检测器4‑1、第一电放大器5‑1、第一置乱模块、第一数模转换器(图中D/A)12‑1、第一马赫‑曾德尔相位调制器2‑1。其中第一置乱模块由依次连接并构成一通信回路的置乱运算器、编码器、采样器、升序索引序列运算器组成。
[0019] 具体的,发射端中第一混沌激光器1‑1的a1端口与第一马赫‑曾德尔相位调制器2‑1的b1端口相连接,第一马赫‑曾德尔相位调制器2‑1的b2端口与第一光耦合器3‑1的c1端口相连接,第一光耦合器3‑1的c2端口与第一光电检测器4‑1的d1端口相连接,第一光电检测器4‑1的d2端口与第一电放大器5‑1的e1端口相连接,第一电放大器5‑1的e2和e3端口与第一置乱模块连接,其中e2端口与第一置乱模块中第一编码器6‑1的f1端口相连接,e3端口与第一置乱模块中第一采样器7‑1的g1端口相连接。
[0020] 在第一置乱模块内部,第一采样器7‑1的g2端口与第一复制器8‑1的h1端口相连接,第一复制器8‑1的h2端口与第一索引序列生成运算器9‑1的i1端口相连接,第一索引序列生成运算器9‑1的i2端口与第一升序索引序列运算器10‑1的j1端口相连接,第一升序索引序列运算器10‑1的j2端口与第一置乱运算器11‑1的k1端口相连接,第一编码器6‑1的f2端口与第一置乱运算器11‑1的k2端口相连接,第一置乱运算器11‑1的k3端口通往第一置乱模块外部,与第一数模转换器12‑1的l1端口相连接。
[0021] 第一数模转换器12‑1的l2端口与第一马赫‑曾德尔相位调制器2‑1的b3端口相连接。
[0022] 发送端中第一光耦合器3‑1的c3端口与接收端中第二光耦合器3‑2的m1端口用光纤相连接,以此构成发送端和接收端间的通信连接。
[0023] 接收端的结构与发送端相似,在接收端中,第二混沌激光器1‑2的x1端口与第二马赫‑曾德尔相位调制器2‑2的n3端口连接,第二光耦合器3‑2的m2端口与第二马赫‑曾德尔相位调制器2‑2的n1端口相连接,第二光耦合器3‑2的m3端口与第二光电检测器4‑2的o1端口相连接,第二光电检测器4‑2的o2端口与第二电放大器5‑2的p1端口相连接,第二电放大器5‑2的p2和p3端口与第二置乱模块连接,其中p2端口与第二置乱模块中第二编码器6‑2的q1端口相连接,p3端口与第二置乱模块中第二采样器7‑2的q1端口相连接。
[0024] 在第二置乱模块内部,第二采样器7‑2的r2端口与第二复制器8‑2的s1端口相连接,第二复制器8‑3的s2端口与第二索引序列生成运算器9‑2的t1端口相连接,第二索引序列生成运算器9‑2的s2端口与第二升序索引序列运算器10‑2的u1端口相连接,第二升序索引序列运算器10‑2的u2端口与第二置乱运算器11‑2的v1端口相连接,第二编码器6‑2的q2端口与第二置乱运算器11‑2的v2端口相连接,第二置乱运算器11‑2的v3端口与第二数模转换器12‑2的w1端口相连接。
[0025] 第二数模转换器12‑2的w2端口与第二马赫‑曾德尔相位调制器2‑2的n2端口相连接。
[0026] 上述器件中,发送端与接收端的器件参数相同,以组成反向同步的相同光路。
[0027] 下面将结合上述系统结构对本实施例的时间延迟签名隐藏的安全通信系统的使用方式作说明。
[0028] 发送端中第一混沌激光器1‑1输出的原始混沌光信号经过第一马赫‑曾德尔相位调制器2‑1通过光纤进入第一光耦合器3‑1,第一光耦合器3‑1的光信号经过第一光电检测器4‑1转换为电信号,并经过第一电放大器5‑1后分别进入第一编码器6‑1和第一采样器7‑1,在第一采样器7‑1处,信号依次进入第一复制器8‑1、第一索引序列生成运算器9‑1、第一升序索引序列运算器10‑1得到8位索引序列,8位索引序列与信号经由编码器得到的8位二进制序列进入第一置乱运算器11‑1对8位二进制序列进行置乱,置乱后得到的新的8位二进制序列后经过第一数模转换器12‑1后转换为模拟信号,再进入第一马赫‑曾德尔相位调制器2‑1对混沌光信号进行相位调制,调制后的混沌光信号经过第一光耦合器3‑1通过光纤传输到第二光耦合器3‑2中。
[0029] 同时,使接收端使第二混沌激光器1‑2输出与发送端中第一混沌激光器1‑1输出的原始混沌光信号同步的解密混沌光信号。同步后,使用要加密的信息对发送端的激光器偏置电流进行调制,实现信息加密。
[0030] 在接收端,第二光耦合器3‑2接收到的解密混沌光信号一部分直接输入到第二马赫‑曾德尔相位调制器2‑2中,另一部分经过第二光电检测器4‑2和和电放大器5‑2分别进入第二编码器6‑2和第二采样器7‑2,第二采样器7‑2接收到信号后依次进入第二复制器8‑2、第二索引序列生成运算器9‑2、第二升序索引序列运算器10‑2得到8位索引序列,8位索引序列与编码器得到的8位二进制序列进入第二置乱运算器11‑2对8位二进制序列进行置乱,置乱后得到的新的8位二进制序列后经过第二数模转换器12‑2后转换为模拟信号,再进入第二马赫‑曾德尔相位调制器2‑2对由第二光耦合器3‑2进入第二马赫‑曾德尔相位调制器2‑2的混沌光信号进行反向相位调制,调制后的信号与第二混沌激光器1‑2发出的解密混沌光信号进行相减解码。
[0031] 上述接收端利用第一混沌激光器1‑1产生的混沌信号,经过相位调制器,转换成电信号后,分成两路,一路变成二进制8位码,另一路变成离散信号,复制成8个相同的序列,提取序列索引号,再按照升序重新排列,对应的原索引号形成一个新的序列,按照新的索引序列,对第一路二进制8位码进行置乱,置乱后的二进制8位码变成模拟信号,对相位调制器进行调制,产生相位混沌。接收端利用具有与发射端对应相同参数的器件组成相同的光路,产生反向同步相位混沌,通过相位调制器,抵消相位混沌,然后利用强度混沌的鲁棒性实现对信号的解密。即利用光电检测器检测本地和接收的光功率信号,减去同步误差,经过低通滤波,恢复发送端的信息。
[0032] 实现通信的过程简要归纳如下:
[0033] 1、接收端激光器产生与发送端激光器同步的混沌信号;
[0034] 2、利用电光混沌置乱相位调制产生相位混沌;
[0035] 3、同步以后,使用要加密的信息对发送端的激光器偏置电流进行调制,实现信息加密;
[0036] 4、接收端利用电光混沌置乱相位调制产生反向同步相位混沌;
[0037] 5、利用光电检测器检测本地和接收的光功率信号,减去同步误差,经过低通滤波,恢复发送端的信息。
[0038] 应当说明的是,以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明,对本领域的普通技术人员而言,依据本发明提供的思想,在具体实施方式上会有改变之处,而这些改变也应视为本发明的保护范围。

附图说明

[0016] 图1是本发明实施例1的一种时间延迟签名隐藏的安全通信系统的系统结构示意图。
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