1.一种基于三维概率成型的混沌加密方法,其特征在于,所述混沌加密方法包括以下步骤:S1,对待加密的数据进行串并变化后,将数据映射到三维概率成型的各个星座点上;
S2,利用蔡氏电路的混沌模型和洛伦兹混沌模型对三维概率成型的星座图进行掩蔽;
其中,根据各个星座点到原点的不同距离,分别采用蔡氏混沌模型和洛伦兹模型进行掩蔽,使三维概率成型的星座图变成两个球壳状。
2.根据权利要求1所述的基于三维概率成型的混沌加密方法,其特征在于,步骤S2中,所述根据各个星座点到原点的不同距离,分别采用蔡氏混沌模型和洛伦兹模型进行掩蔽是指:采用洛伦兹变换所产生的掩蔽向量对处于外部的星座点进行掩蔽,采用蔡氏电路模型所产生的掩蔽向量对处于内部的星座点进行掩蔽,并且不同的星座点被分配有不同的初始值所产生不同掩蔽向量进行掩蔽;
其中,当星座点到原点的距离大于设定距离阈值时,将其定义成处于外部,否则,将其定义成处于内部。
3.根据权利要求2所述的基于三维概率成型的混沌加密方法,其特征在于,步骤S2中,采用蔡氏混沌模型进行掩蔽的过程包括:S201,设定蔡氏电路模型为:
f(x)=bx+0.5(a-b)(|x+1|-|x-1|)式中,α、β、a、b是常量,x、y、z、t为变量;
S202,计算得到三个混沌序列(x,y,z);
S203,结合得到的三个混沌序列(x,y,z),采用下述公式生成对应的掩蔽向量:式中,α*、β*、γ*分别代表所产生的蔡氏混沌序列与x,y,z轴的夹角。
4.根据权利要求2所述的基于三维概率成型的混沌加密方法,其特征在于,步骤S2中,采用洛伦兹模型进行掩蔽的过程包括:S211,设定洛伦兹模型为:
式中,A、B、C是常量,x、y、z、t为变量;
S212,计算得到三个混沌序列(x1,y1,z1);
S213,结合得到的三个混沌序列,采用下述公式生成对应的掩蔽向量:式中, 分别代表所产生的洛伦兹混沌序列与x,y,z轴的夹角。
5.根据权利要求1-4任意一项中所述的基于三维概率成型的混沌加密方法,其特征在于,所述混沌加密方法还包括以下步骤:S3,利用CAP调制的滤波器组对加密后的信号进行整形后发送至光纤进行传输。
6.根据权利要求1-4任意一项中所述的基于三维概率成型的混沌加密方法,其特征在于,所述混沌加密方法还包括以下步骤:S4,接收经光纤传输过来的信号光,对其进行包括色散补偿和采样在内的数字信号处理,采用匹配滤波器对采样得到的信号光进行滤波处理;
S5,对数据对应的立方星座掩蔽进行解匹配,对解匹配结果依次执行并串变化和时隙解映射处理,得到原始二进制数据。
7.根据权利要求1-4任意一项中所述的基于三维概率成型的混沌加密方法,其特征在于,所述混沌加密方法还包括以下步骤:S6,计算接收到的数据的误码率,分析整个系统的性能。
8.一种基于三维概率成型的混沌加密系统,其特征在于,所述混沌加密系统包括时隙映射单元、串并变化单元、立方星座掩蔽单元、三维概率成型单元,以及掩蔽向量生成模块;
所述时隙映射单元、串并变换单元、立方星座掩蔽单元、三维概率成型单元依次连接,所述掩蔽向量生成模块的输出端与立方星座掩蔽单元的其中一个输入端连接,时隙映射单元的输入端与信号发送端连接;
所述时隙映射单元和串并变换单元用于对待加密的数据进行串并变化后,将数据映射到三维概率成型的各个星座点上;所述掩蔽向量生成模块用于利用蔡氏电路的混沌模型和洛伦兹混沌模型生成对应的掩蔽向量;所述立方星座掩蔽单元结合掩蔽向量生成模块发送的掩蔽向量,对三维概率成型的星座图进行掩蔽,并且不同的星座点被分配有不同的初始值所产生不同掩蔽向量进行掩蔽;
其中,根据各个星座点到原点的不同距离,分别采用蔡氏混沌模型和洛伦兹模型进行掩蔽,使三维概率成型的星座图变成两个球壳状。
9.根据权利要求8所述的基于三维概率成型的混沌加密系统,其特征在于,所述混沌加密系统还包括CAP滤波器;
所述CAP滤波器用于对加密后的信号进行整形后发送至光纤进行传输。
10.根据权利要求8所述的基于三维概率成型的混沌加密系统,其特征在于,所述混沌加密系统还包括匹配滤波器、星座掩蔽解匹配器、并串变换单元、时隙解映射单元;
所述匹配滤波器、星座掩蔽解匹配器、并串变换单元、时隙解映射单元依次连接,匹配滤波器的输入端与光纤的输出端连接,时隙解映射单元与信号接收端连接;
所述匹配滤波器用于接收经光纤传输过来的信号光,对其进行包括色散补偿和采样在内的数字信号处理,采用匹配滤波器对采样得到的信号光进行滤波处理;
所述星座掩蔽解匹配器、并串变换单元和时隙解映射单元用于对数据对应的立方星座掩蔽进行解匹配,对解匹配结果依次执行并串变化和时隙解映射处理,得到原始二进制数据。