[发明专利]一种基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法、装置、介质及设备

权利要求书

1.一种基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法，其特征在于，包括：

获取待传输信号；

对待传输信号利用SCMA技术进行编码，得到编码信号；

利用四维超混沌模型生成的混沌序列值对编码信号进行稀疏矩阵扰动，得到加密信号；

将加密信号进行传输，实现信号加密传输。

2.根据权利要求1所述的基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法，其特征在于，所述对待传输信号利用SCMA技术进行编码，得到编码信号，包括：

通过SCMA编码器对待传输信号进行编码后，通过一个稀疏矩阵来表示编码信号，所述稀疏矩阵的表达式为：

F＝[diag(V₁V₁^T),diag(V₂V₂^T)…diag(V_JV_J^T)]

其中，F是稀疏矩阵，V₁、V₂…V_J分别是第1、2…J个用户的映射矩阵，T表示转置操作，diag()是diag函数；

所述SCMA编码器的表达式为：

其中，f表示SCMA编码器，A是待传输信号，M是每个码本中包含的码字个数，X是用户码本，X∈B^K，B是母码本，K是资源个数，x是复数域码字，f(a)是将二进制向量映射为一个复向量；

所述母码本的映射表示为：

g:A^log M→B，b＝g(a)

其中，g表示母码本的映射，b是母码本中的一个N维星座点，g(a)是将二进制向量映射到多维星座点集合域；

通过二进制映射矩阵将所述N维星座点映射到K维的稀疏码字上，在此过程中，所述SCMA编码器被重新定义为f＝vg，V是映射矩阵。

3.根据权利要求1所述的基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法，其特征在于，所述四维超混沌模型的表达式为：

其中，a、b、c、d和r是预设参数，x、y、z和w是变量，和是变量x、y、z和w对时间t的微分。

4.根据权利要求1所述的基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法，其特征在于，所述混沌序列值通过以下方法得到：

利用龙格库塔法求解所述四维超混沌模型，得到四维随机的混沌序列值。

5.根据权利要求1所述的基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法，其特征在于，所述利用混沌序列值对编码信号进行稀疏矩阵扰动，通过以下公式实现：

masking_i₁＝floor(mod(i×x_i×10⁵,10))

其中，x_i是混沌序列值，i是稀疏矩阵的第i列，i₁是稀疏矩阵的第i列的第一个元素，mod()是取余函数，floor()是取整函数，masking_i₁表示利用混沌序列对稀疏矩阵的第i列第一个元素的扰动加密，direction i₁表示对扰动加密后的第i列第一个元素的判决。

6.一种基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输装置，其特征在于，包括：

信号获取模块，用于：获取待传输信号；

信号编码模块，用于：对待传输信号利用SCMA技术进行编码，得到编码信号；

信号加密模块，用于：利用四维超混沌模型生成的混沌序列值对编码信号进行稀疏矩阵扰动，得到加密信号；

信号传输模块，用于：将加密信号进行传输，实现信号加密传输。