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专利号: 2016100739281
申请人: 安徽工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:无效专利
专利领域: 电通信技术
更新日期:2023-07-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种混沌保密通信方法,其特征在于,该方法步骤包括:

步骤一、混沌保密通信系统的发射端和接收端第一次握手,确定通信协议,约定信号功率为P0;

步骤二、混沌保密通信系统的发射端和接收端第二次握手,确定发送端和接收端保密通信的工作模式;

步骤三、混沌保密通信系统的发射端和接收端第三次握手,确定发送端和接收端保密通信的工作模式的选择策略;

步骤四、发送端根据三次握手确定的通信协议、工作模式和选择策略对源信号进行保密编码,获得保密编码信号;

步骤五、发送端采用混沌掩盖技术,选用一个大功率的混沌掩盖信号C00,其功率记为PC00,保证混沌掩盖信号的功率大于混沌键控的功率10个dB以上,即,10*lg(PC00/P0)>

10dB,然后通过发送端的射频设备发送至接收端;

步骤六、接收端通过双方通信前的握手协议事先获知用于混沌掩盖的混沌信号C00,首先去掉这个混沌掩盖信号C00,然后根据三次握手确定的通信协议、工作模式和选择策略进行反向同步操作,解码保密编码信号的波形,获得源信号的估计信号。

2.根据权利要求1所述的混沌保密通信方法,其特征在于:

所述步骤二的工作模式包括:

1)混沌键控工作模式1是用混沌信号CA和CB分别表示数字信号1和0,

2)混沌键控工作模式2是用混沌信号CA和CB分别表示数字信号0和1;

所述步骤三的保密通信的工作模式的选择策略是采用一个混沌信号发生器T0,每个时隙对混沌信号发生器T0的输出进行特定运算,所述特定运算可以是求和,也可以是卷积,或者直接是采样量化,运算结果取整数,然后进行2进制取余数运算,余数应该是0或1中的一个数字,如果余数是0则选择混沌键控工作模式1进行通信,如果余数是1则选择混沌键控工作模式2进行通信。

3.根据权利要求1所述的混沌保密通信方法,其特征在于:

所述步骤二中所述通信方案包括:

1)混沌键控工作模式1是用混沌信号CA1和CB2分别表示数字信号1和0,

2)混沌键控工作模式2是用混沌信号CA2和CB2分别表示数字信号1和0,

3)混沌键控工作模式i是用混沌信号CAi和CBi分别表示数字信号1和0,其中i=1,

2,…,n;

所述步骤三的保密通信的工作模式的选择策略是采用一个混沌信号发生器T0,每个时隙对混沌信号发生器T0的输出进行特定运算,所述特定运算可以是求和,也可以是卷积,或者直接是采样量化,运算结果取整数,然后进行n进制取余数运算,余数应该是0至n-1中的数字,最后对余数加1运算,得到该时隙下的随机选择系数i(i=1,2,…,n),我们利用这个随机选择系数i(i=1,2,…,n),在该时隙下选择第i组混沌键控信号进行通信。

4.根据权利要求1所述的混沌保密通信方法,其特征在于:

所述步骤二中所述通信方案包括:

1)混沌键控工作模式1是用混沌信号C1和C2分别表示数字信号1和0,

2)混沌键控工作模式2是用混沌信号C2和C3分别表示数字信号1和0,

3)混沌键控工作模式i是用混沌信号Ci和C(i+1)分别表示数字信号1和0,其中i=1,

2,…,n-1,

4)混沌键控工作模式n是用混沌信号Cn和C1分别表示数字信号1和0;

所述步骤三的保密通信的工作模式的选择策略是采用简单的顺序依次选择策略以供选择工作模式,对时隙数i进行n进制取余数运算,余数应该是0至n-1中的数字,最后对余数加1运算,得到该时隙下的随机选择系数i(i=1,2,…,n),我们利用这个随机选择系数i(i=1,2,…,n),在该时隙下选择第i组混沌键控信号进行通信。

5.根据权利要求1所述的混沌保密通信方法,其特征在于:

所述步骤二中所述通信方案包括:

1)混沌键控工作模式,采用混沌信号波形CA和CB来代表数字信号0和1;

2)混沌掩盖工作模式1,采用信号波形S1和S0来代表数字信号1和0,同时用混沌信号C1分别对信号波形S1和S0进行混沌掩盖,满足S1+C1=CA;

3)混沌掩盖工作模式0,采用信号波形S1和S0来代表数字信号1和0,同时用混沌信号C0分别对信号波形S1和S0进行混沌掩盖,满足S0+C0=CB;

所述步骤三的保密通信的工作模式的选择策略是采用简单的顺序依次选择策略以供选择工作模式,对时隙数i进行3进制取余数运算,余数应该是0至2中的数字,最后对余数加

1运算,得到该时隙下的随机选择系数i(i=1,2,3),我们利用这个随机选择系数i(i=1,2,

3),在该时隙下选择第i组混沌键控信号进行通信。

6.根据权利要求5所述的混沌保密通信方法,其特征在于:

所述步骤三的保密通信的工作模式的选择策略是采用一个混沌信号发生器T0,每个时隙对混沌信号发生器T0的输出进行特定运算,所述特定运算可以是求和,也可以是卷积,或者直接是采样量化,运算结果取整数,然后进行3进制取余数运算,余数应该是0至2中的数字,最后对余数加1运算,得到该时隙下的随机选择系数i(i=1,2,3),我们利用这个随机选择系数i(i=1,2,3),在该时隙下选择第i组混沌键控信号进行通信。

7.根据权利要求1所述的混沌保密通信方法,其特征在于:

所述步骤二中所述通信方案包括:

1)工作模式1,混沌键控方式,分别采用混沌信号波形CB和CA来代表数字信号1和0;

2)工作模式2,第1组混沌掩盖工作方式,采用信号波形S1和S0来代表数字信号1和0,同时用混沌信号C0分别对信号波形S1和S0进行混沌掩盖,工作条件满足S0+C0=CA;

3)工作模式3,第1组混沌掩盖工作方式,采用信号波形S1和S0来代表数字信号1和0,同时用混沌信号C1分别对信号波形S1和S0进行混沌掩盖,工作条件满足S1+C1=CB;

4)工作模式4,第2组混沌掩盖工作方式,采用信号波形S3和S2来代表数字信号1和0,同时用混沌信号C2分别对信号波形S1和S0进行混沌掩盖,工作条件满足S2+C2=CA;

5)工作模式5,第2组混沌掩盖工作方式,采用信号波形S3和S2来代表数字信号1和0,同时用混沌信号C3分别对信号波形S1和S0进行混沌掩盖,工作条件满足S3+C3=CB;

6)如表7所述,依次类推;

7)工作模式2n,第n组混沌掩盖工作方式,采用信号波形S(2n-1)和S(2n-2)来代表数字信号1和0,同时用混沌信号C(2n-2)分别对信号波形S1和S0进行混沌掩盖,工作条件满足S(2n-2)+C(2n-2)=CA;

8)工作模式2n,第n组混沌掩盖工作方式,采用信号波形S(2n-1)和S(2n-2)来代表数字信号1和0,同时用混沌信号C(2n-1)分别对信号波形S1和S0进行混沌掩盖,工作条件满足S(2n-1)+C(2n-1)=CB;

所述步骤三的保密通信的工作模式的选择策略是采用简单的顺序依次选择策略以供选择工作模式,对时隙数i进行2n+1进制取余数运算,余数应该是0至2n中的数字,最后对余数加1运算,得到该时隙下的随机选择系数i(i=1,2,…,2n+1),我们利用这个随机选择系数i(i=1,2,…,2n+1),在该时隙下选择第i组混沌键控信号进行通信。

8.根据权利要求7所述的混沌保密通信方法,其特征在于:

所述步骤三的保密通信的工作模式的选择策略是采用一个混沌信号发生器T0,每个时隙对混沌信号发生器T0的输出进行特定运算,所述特定运算可以是求和,也可以是卷积,或者直接是采样量化,运算结果取整数,然后进行2n进制取余数运算,余数应该是0至2n中的数字,最后对余数加1运算,得到该时隙下的随机选择系数i(i=1,2,…,2n+1),我们利用这个随机选择系数i(i=1,2,…,2n+1),在该时隙下选择第i组混沌键控信号进行通信。

9.一种实现权利要求1-8任意一项所述的混沌保密通信方法的保密通信系统,其特征在于:包括发送端子系统和接收端子系统:所述发送端子系统包括:数字信号波形发生器、n个混沌信号波形发生器、发送电路、保密通信调制电路和保密通信控制器A,所述数字信号波形发生器和n个混沌信号波形发生器分别电连接保密通信调制电路和保密通信控制器A,所述保密通信调制电路分别电连接发送电路和保密通信控制器A;

所述接收端子系统包括:数字信号波形发生器、n个混沌信号波形发生器、接收电路、保密通信解调电路和保密通信控制器B,所述数字信号波形发生器和n个混沌信号波形发生器分别电连接保密通信解调电路和保密通信控制器B,所述保密通信解调电路分别电连接接收电路和保密通信控制器B;

所述保密通信控制器A和保密通信控制器B在通信过程中一直保持同步。

10.根据权利要求9所述的保密通信系统,其特征在于:所述保密通信控制器A和保密通信控制器B分别包含完全相同的器件及其连接关系,即包括高频环形振荡器、采样量化器、种子寄存器、元胞自动机、同步通讯器和控制器,所述高频环形振荡器、采样量化器、种子寄存器和元胞自动机依次顺序电连接,所述控制器分别电连接高频振荡器、采样量化器、元胞自动机和同步通讯器,所述控制器分别电连接保密通信调制电路、数字信号波形发生器和n个混沌信号波形发生器,所述元胞自动机反馈连接高频环形振荡器,所述保密通信控制器A的同步通讯器和保密通信控制器B的同步通讯器保持有线或无线连接。