[发明专利]安全性增强的混沌保密通信装置及方法

说明书

本发明公开了一种安全性增强的混沌保密通信装置，包括第一半导体激光器1，第一光衰减器2，第一偏振控制器3，第一2×2光纤耦合器4，第二2×2光纤耦合器5，第二偏振控制器6，第二光衰减器7，第二半导体激光器8，第一啁啾光纤光栅9，第二啁啾光纤光栅10，第一激光器驱动电源11，第二激光器驱动电源12，第一光电探测器13，第二光电探测器14，第一数据处理装置15，第三光电探测器16，第四光电探测器17，第二数据处理装置18，时钟19。由于啁啾光纤光栅反馈半导体激光器同步对参数的敏感性，使得窃听者很难通过重构发射机、强注入同步以及信道内双向窃听等方案获得所传输的信息，实现混沌通信保密性的增强。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是一种基于啁啾光纤光栅反馈半导体激光器同步的安全性增强的混沌保密通信装置及方法。

背景技术

近年来，随着信息产业飞速发展，信息安全问题已经成为全世界人们关注的焦点。对信息加密是防止窃听者窃取信息的有效手段，目前普遍采用的加密技术是公众密钥加密。然而，这种基于复杂计算的加密方式并非完全安全的。2005年，山东大学的王小云教授等先后破译了用于构造公众密钥的MD5系列Hash函数和Hash函数标准SHA-1（AnnualInternational Cryptology Conference, pp. 17-36, 2005）。

半导体激光器产生的混沌信号由于其随机、宽带和大幅度的特性被广泛应用于保密通信中。目前混沌光通信主要采用混沌掩藏（Chaos Masking）、混沌键控（Chaos ShiftKeying）、混沌调制（Chaos Modulation）三种加密方案。然而，这些传统的镜面反馈混沌保密通信方案中存在被破解的风险。其中包括：1、传统混沌通信中的发射机（外腔反馈半导体激光器）产生的混沌激光有弱周期性，其混沌信号时间序列的自相关曲线出现周期分布的相关峰，周期为τ（时延特征）。窃听者利用这种周期性重构发射机，再通过同步解调信息，从而破解混沌保密通信系统（Physics Letters A, vol. 308, pp. 54-60, 2003）。2、传统混沌保密通信中，半导体激光器在强注入的条件下，两激光器即使参数有一定失谐也可以实现同步（IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 38, pp. 1141-1154, 2002）。窃听者可以通过强注入的方式与发射机同步，从而获得信道中传输的信息。

因此，传统的镜面反馈混沌保密通信方案并非彻底安全。

发明内容

本发明为了解决现有混沌保密通信被窃听破解的风险，提供了一种基于啁啾光纤光栅反馈半导体激光器同步的安全性增强的混沌保密通信的装置及方法。由于啁啾光纤光栅反馈半导体激光器同步对参数的敏感性，使得窃听者很难通过重构发射机、强注入同步以及信道内双向窃听等方案获得所传输的信息，实现混沌通信保密性的增强。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于啁啾光纤光栅反馈半导体激光器同步的安全性增强的混沌保密通信装置，包括第一半导体激光器、第一光衰减器、第一偏振控制器、第一2×2光纤耦合器、第二2×2光纤耦合器、第二偏振控制器、第二光衰减器、第二半导体激光器、第一啁啾光纤光栅、第二啁啾光纤光栅、第一激光器驱动电源、第二激光器驱动电源、第一光电探测器、第二光电探测器、第一数据处理装置、第三光电探测器、第四光电探测器、第二数据处理装置、时钟。