混沌加密是一種將混沌技術(shù)與加密方法相結(jié)合的新興的密碼加密技術(shù)。光學(xué)通信是一種利用光波載波進(jìn)行通信的方式。由于光學(xué)中存在混沌現(xiàn)象，所以我們?cè)诠鈱W(xué)通信中應(yīng)用混沌加密技術(shù)進(jìn)行保密工作?；煦缂用茉诠鈱W(xué)通信中的應(yīng)用主要包括：混沲加密常用方法、光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案以及光學(xué)通信中兩級(jí)加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數(shù)字流混沌加密、數(shù)字信號(hào)混沌加密以及連續(xù)流混沌加密等。

一、混沌加密

我們首先對(duì)混沌加密的相關(guān)內(nèi)容做—下簡(jiǎn)單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法?；煦绲奶卣髦饕校夯煦邕\(yùn)動(dòng)軌跡符合分?jǐn)?shù)維理論，混沌軌跡是有序與無(wú)序的結(jié)合、并且是有界的偽隨機(jī)軌跡，混沌運(yùn)動(dòng)具有遍歷性，所有的混沌系統(tǒng)都具有幾個(gè)相同的常數(shù)、并且符合利亞普諾夫指數(shù)特性，混沌運(yùn)動(dòng)的功率譜為連續(xù)譜線以及混沌系統(tǒng)具有正K熵等。混沌加密是一種新的密碼技術(shù)，是將混沌技術(shù)與加密方法相結(jié)合的一種密碼加密技術(shù)?；煦缂用艿姆椒ㄓ泻芏喾N，根據(jù)不同的通信模式，可以選擇不同的加密方式與混沌技術(shù)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)信息的加密傳輸?；煦缂用艿某Ｓ梅椒ㄖ饕ǎ簲?shù)字流混沌加密、數(shù)字信號(hào)混沌加密以及連續(xù)流混沌加密等。

二、光學(xué)通信

之所以將混沌加密應(yīng)用在光學(xué)通信中，是因?yàn)楣鈱W(xué)中存在混沌現(xiàn)象，這種混沌現(xiàn)象既包括時(shí)間混沌現(xiàn)象也包括空間混沌現(xiàn)象。光學(xué)通信是一種利用光波載波進(jìn)行通信的方式，其優(yōu)點(diǎn)是信息容量大、適應(yīng)性好、施工方便靈活、保密性好、中繼距離長(zhǎng)以及原材料來(lái)源廣等，光纖通信是光學(xué)通信中最重要的一種通信方式，已成為現(xiàn)代通信的重要支柱和發(fā)展趨勢(shì)。光纖通信系統(tǒng)的組成主要包括：數(shù)據(jù)信號(hào)源、光數(shù)據(jù)傳輸端、光學(xué)通道以及光數(shù)據(jù)接收端等。數(shù)據(jù)信號(hào)源包括所有的數(shù)據(jù)信號(hào)，具體體現(xiàn)為圖像、文字、語(yǔ)音以及其他數(shù)據(jù)等經(jīng)過(guò)編碼后所形成的的信號(hào)。光數(shù)據(jù)傳輸端主要包括調(diào)制解調(diào)器以及計(jì)算機(jī)等數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備。光學(xué)通道主要包括光纖和中繼放大器等。光數(shù)據(jù)接收端主要包括計(jì)算機(jī)等數(shù)據(jù)接收設(shè)備以及信號(hào)轉(zhuǎn)換器等。

三、光學(xué)通信中混沌加密的應(yīng)用

在光學(xué)通信中．應(yīng)用混沌加密技術(shù)對(duì)明文進(jìn)行加密處理，以保證明文傳遞過(guò)程中的安全性和保密性。本文重點(diǎn)對(duì)混沌加密在光學(xué)通信中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。其內(nèi)容主要包括：混沌加密常用方法、光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案以及光學(xué)通信中兩級(jí)加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數(shù)字流混沌加密、數(shù)字信號(hào)混沌加密以及連續(xù)流混沌加密等。光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數(shù)加密方案以及混沌擴(kuò)頻加密方案等。

1、混沌加密常用方法

連續(xù)流混沌加密方法：連續(xù)流混沌加密利用的加密處理方式是利用混沌信號(hào)來(lái)掩蓋明文，即使用混沌信號(hào)對(duì)明文進(jìn)行加密處理。連續(xù)流混沌加密方法常應(yīng)用在混沌掩蓋加密方案以及混沌參數(shù)加密方案中。其加密后的通信模式是模到模的形式。

數(shù)字流混沌加密方法：其加密后的通信模式是模到數(shù)再到模的形式。

數(shù)字信號(hào)混沌加密方法：其加密后的通信方式是數(shù)到數(shù)的形式。

主要包括混沌時(shí)間序列調(diào)頻加密技術(shù)以及混沌時(shí)間編碼加密技術(shù)。主要是利用混沌數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)明文進(jìn)行加密。

2、光學(xué)通信中混沌加密通信常用方案

在光學(xué)通信中．利用混沌加密技術(shù)進(jìn)行通信方案的步驟主要包括：先利用混沌加密方法對(duì)明文進(jìn)行加密（可以使用加密系統(tǒng)進(jìn)行這一過(guò)程），然后通過(guò)光釬進(jìn)行傳輸，接收端接收后，按照一定解密步驟進(jìn)行解密，恢復(fù)明文內(nèi)容。

混沌掩蓋加密方案：其掩蓋的方式主要有三種：一種是明文乘以密鑰，一種是明文加密鑰，一種是明文與密鑰進(jìn)行加法與乘法的結(jié)合?；煦珂I控加密方案：其利用的加密方法主要為FM-DCSK數(shù)字信號(hào)加密方法d該方案具有良好的抗噪音能力，并且能夠不受系統(tǒng)參數(shù)不匹配的影響。

混沌參數(shù)加密方案：就是將明文與混沌系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行混合傳送的一種方案。這種方案增加了通信對(duì)參數(shù)的敏感程度。

混沌擴(kuò)頻加密方案：該方案中，擴(kuò)頻序列號(hào)一般是使用混沌時(shí)間序列，其加密方法是利用數(shù)字信號(hào)，該方案的抗噪音能力特別好。

3、光學(xué)通信中兩級(jí)加密的混沌加密通信方案

為了進(jìn)一步保證傳輸信息的安全保密性，需要對(duì)明文進(jìn)行二次加密。其步驟是：首先先對(duì)明文進(jìn)行第一次加密（主要利用雙反饋混沌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生密鑰1，然后將明文與密鑰1組合起來(lái)形成密文1），第二步是通過(guò)加密超混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的密鑰2對(duì)密文1進(jìn)行二次加密。形成密文2，第三步將密文2通過(guò)光纖進(jìn)行傳遞，同時(shí)將加密超混沌系統(tǒng)一起傳遞到接收端。第四步，接收端接收到密文2以及加密超混沌系統(tǒng)后，對(duì)密文2進(jìn)行解密，形成密文1，然后將密文l傳送到雙反饋混沌驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生密鑰。然后將密文1進(jìn)行解密，通過(guò)濾波器破譯出明文。此外，還可以對(duì)二級(jí)加密通信進(jìn)行優(yōu)化，即使用EDFA(雙環(huán)摻餌光纖激光器)產(chǎn)生密鑰進(jìn)行加密。

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