一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，包括发送端和接收端；发送端的第一激光器产生混沌载频信号，并经过第一分束器进行分束，一部分进入第一差分电路用于检测本地信号；另一部分通过第一环形器、第一相位调制器进行相位调制；将经过调制的信号经第一耦合器耦合后分为两路，一路进入第一环形器产生强度反馈；另一路经过第二相位调制器、第二耦合器后进入第一光电振荡器产生相位混沌信号；将具有强度和相位混沌的信号通过第二环形器进入第三相位调制器，同时接收从接收端传输来的与混沌信号相反的混沌信号，将两种信号进行相位抵消及解调，获得传输信息。

【技术实现步骤摘要】
一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统
本专利技术涉及光信息
，尤其涉及一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统。
技术介绍
混沌是一种对初值敏感且难以长期预测的类噪声随机过程，在保密通信、图像加密以及神经网络等领域都有着广阔的前景。在整个混沌通信的传输过程中，信息的保密性就显的尤为重要，只有将信息尤其是将发射端的参数进行隐藏，才能保证信息不被窃听，使得他人无法重构发射端的混沌动力学，保证了通信的安全。通信安全在保密通信、神经网络、生物学和经济学研究上都有重要意义，在信号处理、医学诊断、复杂经济系统有极大的潜在应用价值。在混沌安全通信系统中，可以利用外光注入、外光反馈、相互耦合等方法增加半导体激光器(semiconductorlaser，SL)的自由度从而产生混沌信号。目前混沌保密通信的研究大多基于单向通信，而随着光通信技术的不断发展，双向、多向混沌保密通信将更具有实际应用价值，同时针对混沌通信的提高抗干扰和抗破译的能力要求不断提升，对提高混沌通信保密性的研究在不断加深。为提高系统的安全性，需对某些关键参数进行隐藏，如时间延迟。如何有效隐藏时间延迟信息，不被窃听者窃取，是实现混沌保密通信的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，其中两个半导体激光器在由双向耦合引起的混沌状态下通信，具有成本低、性能稳定、复杂度高、保密性强等特点。为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，包括发送端和接收端；所述发送端包括第一激光器、第一分束器、第一环形器、第二环形器、第一耦合器、第二耦合器、第一相位调制器、第二相位调制器、第三相位调制器、第一光电振荡器、第一差分电路；所述发送端的第一激光器产生混沌载频信号，将所述产生的混沌载频信号经过第一分束器进行分束，一部分进入第一差分电路，用于检测本地信号；另一部分通过第一环形器、第一相位调制器进行相位调制，得到调制信号；将所述得到的调制信号经第一耦合器耦合后分为两路，一路进入第一环形器产生强度反馈；另一路经过第二相位调制器、第二耦合器后进入第一光电振荡器产生相位混沌信号；将所述产生的强度反馈和相位混沌信号通过第二环形器进入第三相位调制器，同时接收从接收端传输来的与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号，将所述接收到的强度反馈和相位混沌信号以及与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号进行相位抵消及解调，获得传输信息。进一步的，所述第一光电振荡器包括第一光纤、第一马赫增德尔干涉仪、第一光电检测器、第一RF放大器。进一步的，所述第一差分电路包括第一准直透镜、第四光电检测器；所述一部分进入第一差分电路，用于检测本地信号具体为：一部分经由第一准直透镜、第四光电检测器后被第四光电检测器转化为电信号，用于检测本地信号。进一步的，所述一路进入第一环形器产生强度反馈中还包括一路进入第一环形器后反馈至第一激光器，产生强度反馈。进一步的，所述发送端还包括第二分束器、第二光电振荡器；所述第二光电振荡器包括第二马赫增德尔干涉仪、第二光电检测器、第二RF放大器；将所述产生的强度反馈及相位混沌信号通过第二环形器进入接收端具体为：将所述产生的强度反馈及相位混沌信号经过第二环形器进入第二分束器进行分束，一部分经过第二马赫增德尔干涉仪、第二光电检测器、第二RF放大器，产生与接收端传输来的混沌信号相反的混沌相位。进一步的，发送端还包括第二差分电路；将所述接收到的强度反馈和相位混沌信号以及与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号进行相位抵消及解调具体为：将接收到的强度反馈和相位混沌信号以及与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号经过第三相位解调器进行相位抵消，并将抵消后的信号经过第二差分电路进行解调。进一步的，所述第二差分电路包括第五光电检测器、第二准直透镜、差分运算放大器，所述将接收到的强度反馈和相位混沌信号以及与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号经过第三相位解调器进行相位抵消后，通过第二准直透镜连接到第五光电检测器进行信号转换，将转换后的信号经差分运算放大器与检测到的本地信号相减。进一步的，所述接收端包括第二激光器；所述第二激光器和第一激光器的外腔反馈延迟时间均为2.5ns。进一步的，所述第一激光器产生的混沌载频光波的中心波长为1550nm，功率为12mW，偏置电流为32.2mA。进一步的，所述第一RF放大器、第二RF放大器、差分运算放大器的增益均为10dB。与现有技术相比，本专利技术基于一种具有全光强度与电光相位混沌双向通信系统实现了双向保密通信。该系统产生的混沌信号具有较高的复杂度且能够隐藏了反馈延时标签，具有较好的保密性。附图说明图1是实施例一提供的一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统结构图；图2为实施例一提供的信号自相关系数示意图；图3为实施例一提供的信息的双向传输后解调的信息示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统。实施例一本实施例提供一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，如图1-3所示，包括：发送端、接收端，发送端和接收端通过第三光纤6-3连接。发送端包括第一激光器1-1、第一分束器2-1、第二分束器2-2、第三分束器2-3、第一环形器3-1、第二环形器3-2、第一相位调制器4-1、第二相位调制器4-2、第三相位调制器4-3、第一耦合器5-1、第二耦合器5-2、第一光电振荡器、第二光电振荡器、第三光电振荡器、第一差分电路、第二差分电路。其中，第一光电振荡器包括第一光纤6-1、第一马赫增德尔干涉仪7-1、第一光电检测器8-1、第一RF放大器9-1；第二光电振荡器包括第二马赫增德尔干涉仪7-2、第二光电检测器8-2、第二RF放大器9-2；第三光电振荡器包括第三马赫增德尔干涉仪7-3、第三光电检测器8-3、第三RF放大器9-3；第一差分电路包括第四光电检测器8-4、第一准直透镜10-1；第二差分电路包括第五光电检测器8-5、第二准直透镜10-2、第一差分运算放大器11-1。接收端包括第二激光器1-2、第四分束器2-4、第五分束器2-5、第六分束器2-6、第三环形器3-3、第四环形器3-4、第四相位调制器4-4、第五相位调制器4-5、第六相位调制器4-6、第三耦合器5-3、第四耦合器5-4、第四光电振荡器、第五光电振荡器、第六光电振荡器、第三差分电路、第二四差分电路。其中，第四光电振荡器包括第二光纤6-2、第四马赫增德尔干涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，其特征在于，包括发送端和接收端；所述发送端包括第一激光器、第一分束器、第一环形器、第二环形器、第一耦合器、第二耦合器、第一相位调制器、第二相位调制器、第三相位调制器、第一光电振荡器、第一差分电路；所述发送端的第一激光器产生混沌载频信号，将所述产生的混沌载频信号经过第一分束器进行分束，一部分进入第一差分电路，用于检测本地信号；另一部分通过第一环形器、第一相位调制器进行相位调制，得到调制信号；将所述得到的调制信号经第一耦合器耦合后分为两路，一路进入第一环形器产生强度反馈；另一路经过第二相位调制器、第二耦合器后进入第一光电振荡器产生相位混沌信号；将所述产生的强度反馈和相位混沌信号通过第二环形器进入第三相位调制器，同时接收从接收端传输来的与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号，将所述接收到的强度反馈和相位混沌信号以及与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号进行相位抵消及解调，获得传输信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，其特征在于，包括发送端和接收端；所述发送端包括第一激光器、第一分束器、第一环形器、第二环形器、第一耦合器、第二耦合器、第一相位调制器、第二相位调制器、第三相位调制器、第一光电振荡器、第一差分电路；所述发送端的第一激光器产生混沌载频信号，将所述产生的混沌载频信号经过第一分束器进行分束，一部分进入第一差分电路，用于检测本地信号；另一部分通过第一环形器、第一相位调制器进行相位调制，得到调制信号；将所述得到的调制信号经第一耦合器耦合后分为两路，一路进入第一环形器产生强度反馈；另一路经过第二相位调制器、第二耦合器后进入第一光电振荡器产生相位混沌信号；将所述产生的强度反馈和相位混沌信号通过第二环形器进入第三相位调制器，同时接收从接收端传输来的与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号，将所述接收到的强度反馈和相位混沌信号以及与所述强度反馈和相位混沌信号相反的信号进行相位抵消及解调，获得传输信息。


2.根据权利要求1所述的一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，其特征在于，所述第一光电振荡器包括第一光纤、第一马赫增德尔干涉仪、第一光电检测器、第一RF放大器。


3.根据权利要求1所述的一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，其特征在于，所述第一差分电路包括第一准直透镜、第四光电检测器；所述一部分进入第一差分电路，用于检测本地信号具体为：一部分经由第一准直透镜、第四光电检测器后被第四光电检测器转化为电信号，用于检测本地信号。


4.根据权利要求1所述的一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，其特征在于，所述一路进入第一环形器产生强度反馈中还包括一路进入第一环形器后反馈至第一激光器，产生强度反馈。


5.根据权利要求2所述的一种具有延时签名隐藏的混沌双向安全通信系统，其特征在于，所述发送端还包括第二分束器、第二光电振...

【专利技术属性】
技术研发人员：李齐良，吴婷，包小彬，胡淼，陈龙，曾然，杨淑娜，唐向宏，胡乐，钱镇国，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，浙江东通光网物联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33