[发明专利]一种基于混沌序列和多进制扩频的安全通信方法

说明书

一种基于混沌序列和多进制扩频的安全通信方法，属于信息加密传输领域，发送端将文件内容进行分包组帧，RS编码，与混沌序列进行扩频加密，扩频后的基带信号经过GMSK调制，数模转换，通过设备发送到无线信道中，形成高频混沌扩频信号。接收端接收到高频混沌扩频信号，通过模数转换，GMSK解调得到数字基带混沌扩频信号，通过解扩解密、RS译码、分帧组包得到原始文件有效信息。本发明提升了数据传输的复杂性和保密性，使用的混沌序列不仅有近似理想的自相关性和互相关性，另外有易产生、数量多、保密性好的优点，多进制扩频通信抗干扰强、隐蔽性好、可实现码分多址，具有实际应用意义。

技术领域

本发明属于信息加密传输领域，具体涉及一种基于混沌序列的多进制扩频的安全通信方法。

背景技术

随着网络时代的快速发展，计算机网络的发展已经涉及到生活的各个方面，信息的安全问题显得尤为重要，为了保证信息的安全，提出多进制扩频通信。扩频通信因为信号带宽增加，在通信时信号不容易被发现，抗截获性很强，且不同的伪随机码可以分配给不同用户区分不同用户的信号，实现码分多址，提高资源利用率。伪随机码的性能直接影响到系统的性能，因此选用的伪随机码是多进制扩频通信的关键，对比于m序列，本发明使用chebyshev混沌序列有三个优势，一是易于产生，二是数量众多，三是保密性好，如果不知道混沌模型以及相关的参数，破译几乎是不可能的。

混沌现象是指非线性动态系统中出现的类随机而又确定的特殊过程。这种现象隶属于确定系统却又不可预测，隐含于复杂系统但又不可分解，看似混沌无序，却具有类似白噪声的特性，对于它产生的序号难以破译，且对于初值参数非常敏感，略微的变化将会产生截然不同的序列，可通过混沌模型产生大量互不相关的混沌序列。具有非周期性、非相关性、敏感性、数量众多且有界等特性，现已被大量应用于信息安全和保密通信等领域。混沌序列拥有近似理想的自相关性和互相关性，其良好的平衡特性和游程特性进一步保证了其相关性。另外，混沌序列还拥有高复杂性和保密性，提高了传输过程中的安全性，窃听者即使分析了大量序列可能的合集，仍旧无法分析其中的关联性。现有的加密技术例如AES，RSA，SM4等采用的加密技术均为公认的通用算法，保密性不强，易被第三方截获。

发明内容

为了克服现有加密技术的不足，本发明提出了一种基于混沌序列和多进制扩频的安全传输方法，提供了一种高效、抗多径干扰、抗截获性强、资源利用率高的加密方法。设计的方法采用chebyshev混沌函数更改初值参数动态生成混沌序列作为伪随机码，并将其做一定转换生成扩频序列和数据映射表，降低硬件成本，提高信息转化速率；将需要传输的文件分包、组帧、采用循环码移位键控(CCSK)对待扩频数据进行分组扩频，并对扩频信息序列加同步头，提高频谱利用率、解扩的准确性和通信的可靠性。支持更改初值参数生成不同的扩频伪随机码，提高通信的保密性。

本发明为解决上述技术问题提供了如下技术方案：

一种基于混沌序列和多进制扩频的安全通信方法，发送端将需要发送的文件信息进行分包，组帧，RS(Reed SolomonCodes)编码、用生成的混沌序列做扩频码，进行循环码移位键控扩频、加入同步头，处理后的混沌扩频传输序列进行GMSK调制、数模转换，形成高频混沌扩频信号，通过设备传输到无线信道中；

接收端接收到高频混沌扩频信号，先进行模数转换、GMSK解调，识别信号同步头提取混沌扩频传输序列，然后通过循环码移位键控解扩运算、RS解码、分帧，将数据包重组得到原始信息。

进一步，所述方法包括以下步骤：

步骤一：将文件进行分包，将分好的数据包进行组帧，并进行RS编码；

步骤二：选定混沌序列类型与其映射方程，并且确定映射方程的初值，以及迭代次数，产生所需的扩频码；

步骤三：收发两端通过扩频码生成数据映射表；

步骤四：对帧内数据进行分组扩频，加入同步头通过调制发送；