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基于混沌码二值量化的加密传输方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

技术编号:40215503 阅读:4 留言:0更新日期:2024-02-02 22:23
本发明专利技术公开了基于混沌码二值量化的加密传输方法、装置、设备及介质,该方法基于Logistic‑Map的行列交替比特抽取的二值量化方法生成混沌序列,在数据传输过程中,在发送端将信源转为二元的码元序列,基于生成的混沌序列对数据进行加密,在接收端解密获得信码。本发明专利技术保密性强、抗干扰性、截获率、信号隐蔽性均具有优势,可普遍用于宽带卫通、HF/VHF电台、北斗通信等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数据加密传输,尤其涉及基于混沌码二值量化的加密传输方法、装置、设备及介质


技术介绍

1、混沌被认为是继相对论和量子力学后。20世纪物理学第第三次重大革命。混沌现象是在非线性动态系统中出现的确定性的、类随机的过程,这种过程既没有周期又不收敛,并且对初值有极其敏感的依赖性,呈现出类随机行为的确定性系统。随着非线性和混沌理论的成熟,当前对混沌的研究集中在应用领域,特别是通信方面,这是因为混沌系统的类随机特性十分适合通信中噪声伪装调制。更重要的是通过混沌系统对初始相位敏感的依赖性,可以提供数量极其多、非相关、类随机而又是确定且易于产生和再生的信号。而民机空地数据传输高动态、低信噪比、大多普勒、较强的抗干扰、抗截获性能要求,一般加密措施难以保证其安全性。

2、伴随着民用飞机“e化”的逐步深入,民用飞机机载电子系统已经不再是一座信息孤岛,相对封闭的机载信息网络逐步需与航线公共信息服务网络、运维网络、运营网络等互联互通。如何保障飞机空地数据完整性和保密性,维护网络正常高效运转,是摆在民机信息化征途中的一个不可绕过的问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于,为克服现有技术缺陷,提供了基于混沌码二值量化的加密传输方法、装置、设备及介质,依据sae arinc848规范和混沌序列相关特性,实现了基于混沌码二值量化与同步设计的空地安全传输加密。

2、本专利技术目的通过下述技术方案来实现:

3、一种基于混沌码二值量化的数据加密传输方法,所述方法基于logistic-map的行列交替比特抽取的二值量化方法生成混沌序列:

4、xn+1=f(xn)=4xn(1-xn),xn∈(0,1);

5、混沌序列的不变测度为:

6、

7、所述加密传输方法包括:

8、将信源d(u,t)转为二元的码元序列,数率为rb,加密混沌pn序列cr(u,t),速率为rc,将加密后的序列经过卫通信号调制得到发射信号:

9、s(t)=ad(u,t)cr(u,t)cos(w0t+θ);

10、将发射信号发送至接收端,到达接收端的信号为:

11、

12、接收端对信号进行卫通解调,并产生与发送端混沌pn序列cr(u,t)相同的混沌pn序列进行解密,获得信码

13、混沌pn序列cr(u,t)与混沌pn序列时钟一致,起点对齐。

14、进一步的,所述基于logistic-map的行列交替比特抽取的二值量化方法生成混沌序列具体包括:

15、利用logistic映射产生n个实数值序列元素xn,表示成二进制序列xn=0.b1(xn)b2(xn)b3(xn)...bm(xn);

16、根据需要确定截短混沌序列长度n和频隙数q,抽取位置j;

17、根据序列长度来确定迭代次数,抽取顺序先行后列,行列交替比特抽取,迭代次数公式为:

18、

19、根据迭代次数得到矩阵:

20、

21、根据所述矩阵,按行列交替抽取的方法将混沌码由实值序列转化为二进制混沌序列。

22、进一步的,所述接收端的信号捕获方式包括:

23、使信号对准一个预设的频率搜索单元,启动并行fft伪码捕获环路,收取到波形后,通过比较所有ifft绝对值找出最大值,若最大值大于预设门限,则表示信号捕获。

24、进一步的,所述混沌pn序列的起点对齐包括:

25、两个混沌pn序列的标准时间差在一个码元。

26、另一方面,本专利技术还提供了一种基于混沌码二值量化的加密传输装置,所述装置基于logistic-map的行列交替比特抽取的二值量化方法生成混沌序列:

27、xn+1=f(xn)=4xn(1-xn),xn∈(0,1);

28、混沌序列的不变测度为:

29、

30、所述加密传输装置包括:

31、信号发送模块,所述信号发送模块用于将信源d(u,t)转为二元的码元序列,数率为rb,加密混沌pn序列cr(u,t),速率为rc,将加密后的序列经过卫通信号调制得到发射信号:

32、s(t)=ad(u,t)cr(u,t)cos(w0t+θ);

33、将发射信号发送至接收端,到达接收端的信号为:

34、

35、信号接收模块,所述信号接收模块用于接收端对信号进行卫通解调,并产生与发送端混沌pn序列cr(u,t)相同的混沌pn序列进行解密,获得信码

36、混沌pn序列cr(u,t)与混沌pn序列时钟一致,起点对齐。

37、另一方面,本专利技术还提供了一种计算机设备,计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现上述的任意一种基于混沌码二值量化的加密传输方法。

38、另一方面,本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述的任意一种基于混沌码二值量化的加密传输方法。

39、本专利技术的有益效果在于:

40、本专利技术提供的基于混沌码二值量化的加密传输方法具有对初值极端的敏感性和高度的随机性,保密性强且更新方便。在抗干扰性、截获率、信号隐蔽等方面具有优势,加密方式简单,几乎不影响空地传输带宽性能,兼容性强,可普遍用于宽带卫通、hf/vhf电台、北斗通信等。

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【技术保护点】

1.一种基于混沌码二值量化的数据加密传输方法,其特征在于,所述方法基于Logistic-Map的行列交替比特抽取的二值量化方法生成混沌序列:

2.如权利要求1所述的基于混沌码二值量化的加密传输方法,其特征在于,所述基于Logistic-Map的行列交替比特抽取的二值量化方法生成混沌序列具体包括:

3.如权利要求1所述的基于混沌码二值量化的加密传输方法,其特征在于,所述接收端的信号捕获方式包括:

4.如权利要求1所述的基于混沌码二值量化的加密传输方法,其特征在于,所述混沌PN序列的起点对齐包括:

5.一种基于混沌码二值量化的加密传输装置,其特征在于,所述装置基于Logistic-Map的行列交替比特抽取的二值量化方法生成混沌序列:

6.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机程序,所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1-4任一项所述的基于混沌码二值量化的加密传输方法。

7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-4任一项所述的基于混沌码二值量化的加密传输方法。

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【技术特征摘要】

1.一种基于混沌码二值量化的数据加密传输方法,其特征在于,所述方法基于logistic-map的行列交替比特抽取的二值量化方法生成混沌序列:

2.如权利要求1所述的基于混沌码二值量化的加密传输方法,其特征在于,所述基于logistic-map的行列交替比特抽取的二值量化方法生成混沌序列具体包括:

3.如权利要求1所述的基于混沌码二值量化的加密传输方法,其特征在于,所述接收端的信号捕获方式包括:

4.如权利要求1所述的基于混沌码二值量化的加密传输方法,其特征在于,所述混沌pn序列的起点对齐包括:

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【专利技术属性】
技术研发人员:张波
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第十研究所
类型:发明
国别省市:

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