1.一种智能优化四维混沌矢量加密正交传输方法,其特征在于:包括如下步骤:
1)原始比特数据通过星座映射后,转化为符号数据;
2)利用初始密钥驱动混沌映射,从而生成对不同维度加密的掩蔽因子;
3)提取步骤2)生成的掩蔽因子,首先从通信星座的维度,对步骤1)中产生的符号数据进行星座维度的置乱;
4)将步骤3)生成的新的符号数据进行子载波映射,生成原始OFDM符号;
5)提取步骤2)生成的掩蔽因子,对OFDM的子载波频率、时间进行置乱;
6)利用空间光调制器对激光器产生的光速进行空间光调制,获得n个不同模态的正交模式光束;
7)将步骤5)生成的加密OFDM信号进行模式分配,分配到步骤6)生成的不同模态的光载波;
8)利用步骤2)生成的掩蔽因子,打乱步骤7)的分配映射关系,实现模式置乱;
9)将步骤3)、5)、8)的迭代次数以及过程前后数据的相关性反馈到神经网络训练模块,并且改变置乱对象数目,重复步骤3)-8),利用算法进行训练,获得最终的加密模型;
10)以步骤9)生成的最终加密模型,对数据进行加密,过程如步骤3)-8)所述;
11)将步骤10)中生成的加密光信号通过光纤链路进行传输;
12)在接收端,首先利用步骤2)产生的掩蔽因子,依次对模式、时间、子载波频率、星座符号进行解密;
13)对步骤12)后产生的解密信号进行星座解映射,恢复出原始比特数据。
2.根据权利要求1所述的一种智能优化四维混沌矢量加密正交传输方法,其特征在于:步骤2)中,所述的利用初始密钥驱动混沌映射,具体为:基于初始密钥进行混沌映射,生成掩蔽因子xn;采用超混沌chen映射进行处理,其中,初始参数a,b,c,d,r,x,y,z,w来驱动混沌系统,即初始密钥,默认发送端与接收端都知道初始的密钥; 为变量,随着迭代次数进行改变,并且成为混沌序列(X,Y,Z,W)中的元素,即:();
初通过混沌映射,产生四组混沌序列(X,Y,Z,W),分别用于提出的四个维度的加密。
3.根据权利要求2所述的一种智能优化四维混沌矢量加密正交传输方法,其特征在于:步骤2)中,所述的生成对不同维度加密的掩蔽因子,具体为:首先提取出混沌序列中的一组Xn,生成掩蔽因子xn;掩蔽因子xn是由n个元素组成的序列,其中第k个元素xk生成的过程表示为:( );
其中N为星座映射后星座符号总数量,log(k+1)/logN为加权系数,θ为任意角度,设置为π。
4.根据权利要求3所述的一种智能优化四维混沌矢量加密正交传输方法,其特征在于:步骤3)中,所述的对步骤1)中产生的符号数据进行星座维度的置乱,具体为:设第k个OFDM载波上星座符号表示为Qk,则星座掩蔽后的符号Q’k表示为:( );
其中j为虚数单位,即第k个子载波上的符号再掩蔽因子的作用下旋转了一个随机的相位角度。
5.根据权利要求4所述的一种智能优化四维混沌矢量加密正交传输方法,其特征在于:步骤4)中,所述的生成原始OFDM符号,具体为:在频域进行OFDM的子载波映射:经过第一次扰动后需要将符号映射到OFDM的子载波上,设子载波的总数目为M,符号持续时间为Ts,fk为第k个子载波的频率,t为信号发送时间,则通过第一次掩蔽后的OFDM原始信号St表示为:( );
同样的提取出混沌序列中的两组Yn、Zn,获取两组掩蔽因子yn、zn,分别用于在频率维度和时间维度对信号进行掩蔽;yn、zn矢量的长度等于子载波和时隙的数量。
6.根据权利要求5所述的一种智能优化四维混沌矢量加密正交传输方法,其特征在于:步骤4)中,通过所述的在频域进行子载波扰动,具体为:通过位移矢量在频域上改变子载波的位置,最后在通过离散逆傅里叶变换将信号变换到时域上,完成第二次加密,即完成子载波扰动,最终OFDM时域信号S't表示为:( );
其中,fk是第k个载波的频率,Ts是符号持续的时间。