实施方案
[0019] 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，以下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。
[0020] 如图1所示，本发明实施例具有四维密钥空间的光混沌保密通信系统，包括发送端和接收端，发射端与接收端相连，具体元器件包括掺铒光纤放大器1、第一相位调制器2‑1、第一光栅布拉格光纤3‑1、第二相位调制器2‑2、第一光耦合器4‑1、第一Gires‑Tournois干涉仪级联群5‑1、第一可调延迟线6‑1、第一光电探测器7‑1、第一射频放大器8‑1、激光器9、同相正交调制器10、第四光电探测器7‑4、标准单模光纤11、色散补偿光纤12、光放大器13、第二光耦合器4‑2、第二Gires‑Tournois干涉仪级联群5‑2、第二可调延迟线6‑2、第二光电探测器7‑2、第二射频放大器8‑2、第三相位调制器2‑3、第二光纤布拉格光栅3‑2、第三光电探测器7‑3。
[0021] 上述元器件的具体连接方式如下:发射端的掺铒光纤放大器1的端口a1与第一相位调制器2‑1的第一端口b1相连，第一相位调制器2‑1的第三端口b3与第一光纤布拉格光栅3‑1的第一端口c1相连，第一光纤布拉格光栅3‑1的第二端口c2与第二相位调制器2‑2的第一端口d1相连，第二相位调制器2‑2的第二端口d2与第一光耦合器4‑1的第一端口e1相连，第一光耦合器4‑1的第二端口e2与第一Gires‑Tournois干涉仪级联群5‑1的第一端口f1相连，第一Gires‑Tournois干涉仪级联群5‑1的第二端口f2与第一可调延迟线6‑1的第一端口g1相连，第一可调延迟线6‑1的第二端口g2与第一光电探测器7‑1的第一端口h1相连，第一光电探测器7‑1的第二端口h2与第一射频放大器8‑1的第一端口i1相连，第一射频放大器8‑
1的第二端口i2与第二相位调制器2‑2的第三端口d3相连，从第二相位调制器2‑2的d2端口到d3端口形成一个电光时延反馈环。
[0022] 激光器9的输出端口u1与同相正交调制器10的第一端口v1相连，同相正交调制器10的第二端口v2与第四光电探测器7‑4的第一端口w1相连，第四光电探测器7‑4的第二端口w2与第一相位调制器2‑1的第二端口b2相连。
[0023] 第一光耦合器4‑1的第三端口e3与标准单模光纤11的第一端口j1相连，标准单模光纤11的第二端口j2与色散补偿光纤12的第一端口k1相连，色散补偿光纤12的第二端口k2与光放大器13的第一端口l1相连，光放大器13的第二端口l2与第二光耦合器4‑2的第一端口m1相连，第二光耦合器4‑2的第二端口m2与第二Gires‑Tournois干涉仪级联群5‑2的第一端口n1相连，第二Gires‑Tournois干涉仪级联群5‑2的第二端口n2与第二可调延迟线6‑2的第一端口o1相连，第二可调延迟线6‑2的第二端口o2与第二光电探测器7‑2的第一端口p1相连，第二光电探测器7‑2的第二端口p2与第二射频放大器8‑2的第一端口q1相连，第二射频放大器8‑2的第二端口q2和第三相位调制器2‑3的第一端口r1相连，第三相位调制器2‑3的第二端口r2与第二光耦合器4‑2的第三端口m3相连，第三相位调制器2‑3的第三端口r3和第二光纤布拉格光栅3‑2的第一端口s1相连，第二光纤布拉格光栅3‑2的第二端口s2与第三光电探测器7‑3的第一端口t1相连，第三光电探测器7‑3的第二端口t2输出恢复的信息。
[0024] 本实施例公开的具有四维密钥空间的光混沌保密通信系统，其对信息加密和扩大密钥空间的原理为：利用掺铒光纤放大器产生的ASE噪声作为随机序列对明文信息进行相位调制，在相位上对明文信息进行加密，相位加密后的信号送入光纤布拉格光栅中，使相位加密转化为强度加密，并提供第一维密钥—光纤布拉格光栅的累积色散度。随后，强度加密信号进入带有Gires‑Tournois干涉仪级联群的电光时延反馈环中实现相位加密，Gires‑Tournois干涉仪级联群可以对不同频率的光信号产生不同程度的时延，大大增强了混沌系统参数的复杂性，最终对明文信息的相位和强度实现双加密。在该系统中，混沌载波可以有效隐藏Gires‑Tournois干涉仪级联群的时延曲线信息，而时延信息曲线又防止了混沌系统参数被轻易破解，从而共同构建了一个具有鲁棒性的保密通信系统。电光时延反馈环中可调延迟线产生的时间延迟、Gires‑Tournois干涉仪的时延曲线及Gires‑Tournois干涉仪的级联个数分别提供三维密钥，进一步扩大了密钥空间，增强了混沌系统参数的复杂程度，提高了混沌通信系统的安全性。
[0025] 采用本实施例的具有四维密钥空间的光混沌通信系统实现通信的过程如下：
[0026] 1.利用掺铒光纤放大器产生的ASE噪声作为随机熵源对同相正交调制器输出的16QAM信息进行相位加密，将加密后的信息经过光纤布拉格光栅实现相位加密到强度加密的转换，得到强度加密波形。
[0027] 2.强度加密波形进入电光时延反馈环中，通过Gires‑Tournois干涉仪级联群和可调延迟线产生时延，通过光电检测器变为电信号，经过射频放大器放大反馈到相位调制器中，在反馈环内对明文的相位信息进行加密，并扩大密钥空间为四维。
[0028] 3.在接收端通过参数完全相同的电光时延反馈环和光纤布拉格光栅进行解密后，通过光电探测器转化为电信号输出，输出即为传递的明文信息。
[0029] 本发明实现了四维密钥空间，扩大了密钥空间，提高了信息的保密性，并实现了相位和强度的双混沌加密，可以与更高级的调制方式如16QAM相结合，进行信息的保密传递。
[0030] 以上为本发明的优选实施方式，并不限定本发明的保护范围，对于本领域普通技术人员而言，依据本发明提供的研究思路，在具体的设计方案上会有改进之处，而这些改变也应当视为本发明的保护范围。
