一种保密通信系统的发射端和接收端技术方案

本发明专利技术公开了一种保密通信系统的发射端和接收端。发射端包括主激光器、主激光器外腔和信息加密模块，所述主激光器外腔具有反馈腔，主激光器发出的激光经过反馈腔后形成反馈回路，使主激光器工作在混沌状态。激光器反馈回路中设置有相位调制器，相位调制器根据相位密钥对反馈回路中的光进行相位调制，相位密钥为伪随机序列。工作在混沌状态的主激光器发出的混沌激光信号经过信息加密模块发射出去。接收端的激光器只有具有和主激光器相同的反馈结构和相位调制时，才能正确的解调出信息。同时，高速相位调制的多反馈外腔也能够隐藏混沌激光的延时标签，提高通信系统的安全性。

The transmitter and receiver of a secure communication system

The invention discloses a transmitting terminal and a receiving terminal of a secure communication system. The transmitter includes a main laser, external cavity laser and the main information encryption module, the main laser with external cavity feedback cavity, laser emitted by the laser cavity through a feedback feedback loop, the main laser in a chaotic state. A phase modulator is arranged in the feedback loop of the laser, and the phase modulator modulates the light in the feedback loop according to the phase key, and the phase key is a pseudo-random sequence. The chaotic laser signal emitted by the main laser operating in the chaotic state is transmitted through an information encryption module. The laser at the receiving end can demodulate the information correctly only when it has the same feedback structure and phase modulation as the main laser. At the same time, the high speed phase modulated multi feedback external cavity can also hide the delay label of chaotic laser and improve the security of communication system.

【技术实现步骤摘要】
一种保密通信系统的发射端和接收端
本专利技术涉及保密通信领域，特别是涉及一种保密通信系统的发射端和接收端。
技术介绍
随着计算机和通讯技术的高速发展，以及互联网+时代的到来，网络的开放性、互连性、共享性迅速扩大，人类对网络的依赖性越来越大，随之而来的信息安全隐患也越来越多，信息安全已经成为全世界关心的重要问题之一，我国十八届五中全会明确将“网络强国战略”纳入“十三五”规划的战略体系。混沌保密通信技术由于可以提供高效的物理层安全而受到广泛关注，然而在目前的基于混沌通信系统的应用和研究中发现现有的基于激光混沌的保密通信系统存在延时标签泄露混沌半导体激光器的外腔结构等安全隐患，严重影响了基于混沌激光信号的保密通信系统的安全性能，因此研究安全性增强的混沌保密通信系统对于信息安全具有重要作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种安全性增强的混沌保密通信系统，既能实现延时标签的隐藏，又能提高混沌通信系统的安全等级。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种保密通信系统的发射端，所述发射端包括主激光器、主激光器外腔和信息加密模块，所述主激光器外腔具有反馈腔，所述主激光器发出的激光经过所述反馈腔后形成反馈回路，使所述主激光器工作在混沌状态，所述反馈回路中设置有高速相位调制器，所述相位调制器根据相位密钥对反馈回路中的光进行相位调制，所述相位密钥为伪随机序列，所述工作在混沌状态的主激光器发出的混沌激光信号经过所述信息加密模块发射出去。可选的，所述反馈腔的数量为多个，所述主激光器发出的光被光耦合器分为相同的多路光线，所述光线的路数与所述反馈腔的个数相同。可选的，各反馈回路中的相位密钥相互独立。可选的，所述信息加密模块包括调制器，所述调制器用于将保密信号调制到所述混沌激光信号上。可选的，所述主激光器外腔中还包括第一光环形器、第一光耦合器、第二光耦合器和第三光耦合器，所述激光器发出的激光通过所述第一光环形器导出，所述第一光环形器的输出端与所述第一光耦合器的输入端光连接，所述第一光耦合器的输出端分别与所述第二光耦合器的输入端、所述信息加密模块的输入端光连接，所述信息加密模块将加密后的混沌载波信号发射出去，所述第二光耦合器的输出端输出两路相同的激光，所述两路相同的激光为第一路激光和第二路激光，所述第一路激光在经过第一反馈腔后进入第一相位调制器，所述第二路激光经过第二反馈腔后进入第二相位调制器，所述第一相位调制器的输出端、所述第二相位调制器的输出端均与所述第三光耦合器的输入端光连接，所述第三光耦合器的输出端与所述第一光环形器的输入端光连接，所述第一光环形器将输入所述第一光环形器的光导入主激光器内部。一种保密通信系统的接收端，所述接收端包括从激光器、从激光器外腔、光耦合器和信息解密模块，所述从激光器外腔具有反馈腔，所述光耦合器将接收到的混沌载波信号分为第一路光信号和第二路光信号，所述从激光器具有与发射端相同的反馈腔和相位调制器，所述从激光器发出的激光经过所述反馈腔后形成反馈回路，所述反馈回路中设置有所述相位调制器，所述激光经过所述相位调制器后，与所述第一路光信号一起进入到所述从激光器中，使从激光器工作在混沌状态，产生与所述混沌载波信号同步的混沌信号，所述混沌信号与所述第二路光信号均注入所述信息解密模块的输入端，经过所述信息解密模块的解密后输出保密信号，所述反馈回路中的相位调制器采用相位密钥对激光进行相位扰动，所述相位密钥为伪随机序列，所述反馈回路中的所述相位密钥与所述发射端中对应的反馈回路中的相位密钥相同。可选的，所述反馈腔的数量为多个，所述从激光器发出的光被光耦合器分为相同的多路光线，所述光线的路数与所述反馈腔的个数相同。可选的，各反馈回路中的相位密钥相互独立。可选的，所述信息解密模块包括解调器，所述解调器用于将保密信号从所述混沌激光信号上分离出来。可选的，所述从激光器外腔中还包括第二光环形器、第四光耦合器、第五光耦合器、第六光耦合器，所述第一路光信号注入所述第六光耦合器的输入端，所述第六光耦合器的输入端还与所述第三相位调制器的输出端、所述第四相位调制器的输出端光连接，所述第六光耦合器的输出端与所述第二光环形器的输入端光连接，所述第二光环形器将输入的激光导入所述从激光器内部，所述第三相位调制器的输入端、所述第四相位调制器的输入端均与所述第五光耦合器的输出端光连接，所述从激光器发出的激光通过所述第二光环形器导出，注入到所述第四光耦合器的输入端，所述第四光耦合器的输出端分别与所述第五光耦合器的输入端、信息解密模块的输入端光连接，所述第五光耦合器的输出端输出两路相同的激光，所述两路相同的激光为第三路激光和第四路激光，所述第三路激光在经过第三反馈腔后进入第三相位调制器的输入端，所述第四路激光经过第四反馈腔后进入第四相位调制器的输入端。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提出一种安全性增强的混沌保密通信系统，既能实现延时标签隐藏，又能提高混沌通信系统的安全等级。在本专利技术中采用带有高速相位调制和双反馈外腔的半导体激光器作为混沌光源，实现了一种可靠的安全性增强的混沌保密通信系统。高速相位调制和双反馈外腔，可以提高混沌载波的复杂度，实现延时标签的隐藏，切断了延时标签对激光器外腔结构的泄密；同时相位信息还可以作为系统的密钥，对闭环混沌保密通信系统的对称操作条件进行加密。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例保密通信系统的发射端和接收端的结构示意图；图2为传统单反馈外腔半导体激光器输出的混沌信号的ACF和DMI曲线；图3为合法接收端解密出的传输信息示意图；图4为窃密者采用直接滤波法对系统进行攻击所得到的破译信息示意图；图5为采用开环结构进行注入-锁定同步攻击法所破译的信息示意图；图6为反馈延时不匹配条件下窃密者进行注入-锁定同步攻击所破译的信息示意图；图7为完全不知晓相位密钥条件下窃密者进行注入-锁定同步攻击所破译的信息示意图；图8为不知晓第一相位密钥条件下窃密者进行注入-锁定同步攻击所破译的信息示意图；图9为不知晓第二相位密钥条件下窃密者进行注入-锁定同步攻击所破译的信息示意图。1、主激光器，2、主激光器外腔，3、信息加密模块，4、光纤，5、掺铒光纤放大器，6、光耦合器，7、从激光器，8、信息解密模块，9、从激光器外腔，201、第一光环形器，202、第一光耦合器，203、第二光耦合器，204、第二相位调制器，205第二相位密钥，206、第一相位密钥，207、第一相位调制器，208、第三光耦合器，209、第一路激光，210、第二路激光，301、调制器，302、保密信号，801、解调器，901、第二光环形器，902、第四光耦合器，903、第五光耦合器，904、第四相位调制器，905、第四相位密钥，906、第三相位密钥，907、第三相位调制器，908、第六光耦合器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保密通信系统的发射端，其特征在于，所述发射端包括主激光器、主激光器外腔和信息加密模块，所述主激光器外腔具有反馈腔，所述主激光器发出的激光经过所述反馈腔后形成反馈回路，使所述主激光器工作在混沌状态，所述反馈回路中设置有高速相位调制器，所述相位调制器根据相位密钥对反馈回路中的光进行相位调制，所述相位密钥为伪随机序列，所述工作在混沌状态的主激光器发出的混沌激光信号经过所述信息加密模块发射出去。

【技术特征摘要】
1.一种保密通信系统的发射端，其特征在于，所述发射端包括主激光器、主激光器外腔和信息加密模块，所述主激光器外腔具有反馈腔，所述主激光器发出的激光经过所述反馈腔后形成反馈回路，使所述主激光器工作在混沌状态，所述反馈回路中设置有高速相位调制器，所述相位调制器根据相位密钥对反馈回路中的光进行相位调制，所述相位密钥为伪随机序列，所述工作在混沌状态的主激光器发出的混沌激光信号经过所述信息加密模块发射出去。2.根据权利要求1所述的发射端，其特征在于，所述反馈腔的数量为多个，所述主激光器发出的光被光耦合器分为相同的多路光线，所述光线的路数与所述反馈腔的个数相同。3.根据权利要求2所述的发射端，其特征在于，各反馈回路中的相位密钥相互独立。4.根据权利要求1所述的发射端，其特征在于，所述信息加密模块包括调制器，所述调制器用于将保密信号调制到所述混沌激光信号上。5.根据权利要求2或3所述的发射端，其特征在于，所述主激光器外腔中还包括第一光环形器、第一光耦合器、第二光耦合器和第三光耦合器，所述激光器发出的激光通过所述第一光环形器导出，所述第一光环形器的输出端与所述第一光耦合器的输入端光连接，所述第一光耦合器的输出端分别与所述第二光耦合器的输入端、所述信息加密模块的输入端光连接，所述信息加密模块将加密后的混沌载波信号发射出去，所述第二光耦合器的输出端输出两路相同的激光，所述两路相同的激光为第一路激光和第二路激光，所述第一路激光在经过第一反馈腔后进入第一相位调制器，所述第二路激光经过第二反馈腔后进入第二相位调制器，所述第一相位调制器的输出端、所述第二相位调制器的输出端均与所述第三光耦合器的输入端光连接，所述第三光耦合器的输出端与所述第一光环形器的输入端光连接，所述第一光环形器将输入所述第一光环形器的光导入主激光器内部。6.一种保密通信系统的接收端，其特征在于，所述接收端包括从激光器、从激光器外腔、光耦合器和信息解密模块，所述从激光器外腔具有反馈腔，所述光耦合器将接收到的混沌载波信号分为第一路光信号和第二路光信号，所述从...

【专利技术属性】
技术研发人员：江宁，薛琛鹏，吕韵欣，邱昆，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51