基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法技术

技术编号:21917143 阅读:19 留言:0更新日期:2019-08-21 13:24
本发明专利技术是关于一种基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法,属于通信技术领域,该方法包括以下步骤:发送端构建驱动混沌系统,利用所述驱动混沌系统中的第一个参数对待加密信息进行加密得到已加密信息;送端利用驱动混沌系统中的第二个参数以及第三个参数对加密信息进行掩盖叠加得到混沌信号,并将混沌信号发送至接收端;接收端构造响应混沌系统,并根据所述发送端发送的混沌信号以及响应混沌系统构造误差信号以及同步规律;接收端对同步规律进行调整,以使所述误差信号趋近于零;并在所述误差信号趋近于零时,根据所述响应混沌系统的第一个参数以及所述混沌信号中包括的加密信息,得到解密信息。该方法可以提高数据传输过程中的安全性。

Secure Communication Method Based on Error Concealment and Chaos Synchronization

【技术实现步骤摘要】
基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法
本专利技术属于通信领域,尤其涉及一种基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法。
技术介绍
混沌系统由于对初值的敏感性,很小的初值误差就能被系统放大,因此,系统的长期性是不可预测的;又因为混沌序列具有很好的统计特性,所以它可以产生随机数列,这些特性很适合于加密技术。目前已有的混沌加密技术有混沌掩盖、混沌键控、混沌调制、混沌同步加密等。其中,现有的混沌同步加密是通过构造发送端与接收端混沌系统的完全同步实现信号的解密恢复。但是,该方法在数据的传输过程中还是存在容易被破解的安全隐患,因此如何更进一步的提高数据在传输过程中的安全性成了亟需解决的问题。需要说明的是,在上述
技术介绍
部分专利技术的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法,进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的数据传输过程中安全性较低的问题。本专利技术提供了一种基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法,包括以下步骤:步骤S10,发送端构建驱动混沌系统,利用所述驱动混沌系统中的第一个参数对待加密信息进行加密得到已加密信息;步骤S20,发送端利用驱动混沌系统中的第二个参数以及第三个参数对加密信息进行掩盖叠加得到混沌信号,并将混沌信号发送至接收端;步骤S30,接收端构造响应混沌系统,并根据所述发送端发送的混沌信号以及响应混沌系统构造误差信号以及同步规律;步骤S40,接收端对同步规律进行调整,以使所述误差信号趋近于零;并在所述误差信号趋近于零时,根据所述响应混沌系统的第一个参数以及所述混沌信号中包括的加密信息,得到解密信息。进一步的,发送端构建驱动混沌系统包括:其中,x1、x2与x3为驱动混沌系统状态,与分别为x1、x2与x3的导数;d4为常参数。进一步的,构造响应混沌系统包括:其中,y1、y2、y3为响应混沌系统的状态,分别为y1、y2、y3的导数;d4为常参数;u1以及u3为接收端混沌系统的同步规律。进一步的,根据所述发送端发送的混沌信号以及响应混沌系统构造误差信号以及同步规律包括:e1=y1-x1a;e2=y2-x2;e3=y3-x3;并且有:u1=-u1a;u3=-u3a-u3b;u3b=-y1y2+x1x2+d4(y1-x1);其中,e1、e2、e3为误差信号;k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8以及k9为常参数,d4为常参数。进一步的,根据所述响应混沌系统的第一个参数以及所述混沌信号中包括的加密信息,得到解密信息包括:sa=x1a-y1;其中,sa为解密信息,x1a为已加密信息。本专利技术提供的,一种基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法,一方面,本专利技术由于采用幅值大的混沌信号,掩盖叠加幅值小的有用信号,因此有用信号完全淹没在混沌信号中,窃密方难以从时域进行分离破解,增加了数据传输过程中的安全性。同时,由于混沌信号具有丰富的频率特性,因此破解方采用频域方法也很难以将其分解。并且,而本专利技术和传统直接掩盖的区别在于,同步信号并没有完全实现,但正是通过不完全同步,相当于将信息隐藏在误差信号中,通过脉冲整形才能得到真实信号。因此如果窃密方通过破解得到失真的信号,也难以恢复得到有用信号。而如果窃密方采用传统的完全同步方法试图解密,则会完全破坏误差信号,从而完全损失有用信息而无法恢复与破解。另一方面,信息通过混沌信号的掩盖叠加后,发散给接受端,而且接受端的解密需要对没有完全同步的误差信号进行调制,因此信息相当于隐藏在误差信号中,因此传统的同步方案是完全精确同步后解密出有用信息,而本方案则是为完全同步状态,但又是一种稳定的状态。因此加密与解密更加隐蔽。而采用传统的完全同步方法解密,则会完全破坏误差信息,从而完全损失有用信息而得不到有用信息。应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本专利技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本专利技术的实施例,并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的一种基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法的流程图。图2是本专利技术实施例所提供方法的发送端混沌系统状态自由运动曲线。图3是本专利技术实施例所提供方法的发送端接收端系统同步误差e1曲线。图4是本专利技术实施例所提供方法的发送端接收端系统同步误差e2曲线。图5是本专利技术实施例所提供方法的发送端接收端系统系统同步误差e3曲线。图6是本专利技术实施例所提供方法的解密后的失真信息sa。图7是本专利技术实施例所提供方法的发送端发送信息与接收端解密信息对比图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本专利技术将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本专利技术的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本专利技术的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本专利技术的各方面变得模糊。本专利技术专利技术了一种基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法,将有用信息信号直接掩藏在混沌系统的混沌状态中,然后在发送端仅发送混沌状态信息,而在接收端构造接收混沌系统,利用发送端的混沌状态信息与接收端混沌系统自身的信息相减得到误差信号,同时根据该误差信号设计同步控制器实现发送端与接收端混沌系统的同步;通过对比同步后的状态与原状态,提取出失真的有用信息,然后进行脉冲整形,消除信号失真,得到和发送端一致的有用信息。本专利技术由于采用幅值大的混沌信号,掩盖叠加幅值小的有用信号,因此有用信号完全淹没在混沌信号中,窃密方难以从时域进行分离破解。同时由于混沌信号具有丰富的频率特性,因此破解方采用频域方法也很难以将其分解。而本专利技术和传统直接掩盖的区别在于,同步信号并没有完全实现,但正是通过不完全同步,相当于将信息隐藏在误差信号中,通过脉冲整形才能得到真实信号。因此如果窃密方通过破解得到失真的信号,也难以恢复得到有用信号。而如果窃密方采用传统的完全同步方法试图解密,则会完全破坏误差信号,从而完全损失有用信息而无法恢复与破解。本专利技术提出一种利用发送端与接收端的不完全同步,通过误差信号解密恢复原信号的方法。由于发送端混沌系统的参数可以随意变动,而且发送信号并不包含原混沌信号,而仅发送掩盖了有用信息的混沌信号,这样大大提高了通信的安全形,但也使得接受端混沌系统的完全同步是难以实现的,从而使得采用完全同步实现信号的破解是非常困难的。因此本专利技术提出了一种依靠不完全同步的误差信号掩盖有用信号与并利用混沌同步与脉冲滤波整形处理恢复原有用信号的方法,和现有算法有较大区别,也有很高的实用价值。下面,将结合附图对专利技术示例实施例涉及的一种基于误差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S10,发送端构建驱动混沌系统,利用所述驱动混沌系统中的第一个参数对待加密信息进行加密得到已加密信息;步骤S20,发送端利用驱动混沌系统中的第二个参数以及第三个参数对加密信息进行掩盖叠加得到混沌信号,并将混沌信号发送至接收端;步骤S30,接收端构造响应混沌系统,并根据所述发送端发送的混沌信号以及响应混沌系统构造误差信号以及同步规律;步骤S40,接收端对同步规律进行调整,以使所述误差信号趋近于零;并在所述误差信号趋近于零时,根据所述响应混沌系统的第一个参数以及所述混沌信号中包括的加密信息,得到解密信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S10,发送端构建驱动混沌系统,利用所述驱动混沌系统中的第一个参数对待加密信息进行加密得到已加密信息;步骤S20,发送端利用驱动混沌系统中的第二个参数以及第三个参数对加密信息进行掩盖叠加得到混沌信号,并将混沌信号发送至接收端;步骤S30,接收端构造响应混沌系统,并根据所述发送端发送的混沌信号以及响应混沌系统构造误差信号以及同步规律;步骤S40,接收端对同步规律进行调整,以使所述误差信号趋近于零;并在所述误差信号趋近于零时,根据所述响应混沌系统的第一个参数以及所述混沌信号中包括的加密信息,得到解密信息。2.根据权利要求1所述的基于误差掩盖与混沌同步的保密通信方法,其特征在于,发送端构建驱动混沌系统包括:其中,x1、x2与x3为驱动混沌系统状态,与分别为x1、x2与x3的导数;d4为常参数。3.根据权利要求2所述的基于误差掩盖与混沌...

【专利技术属性】
技术研发人员:马照瑞巩晓赟李萍徐明明麦世奎杨彩李霞郭启萌雷军委
申请(专利权)人:郑州轻工业学院
类型:发明
国别省市:河南,41

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