[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。