1.一种通过混沌加密方式实现光波长相位加密方法,其特征在于:通过预先构建的混沌模型生成波长置乱矩阵以及相位扰动序列,将波长置乱矩阵输入波长选择开关,将相位扰动序列输入空间光调制器;
将已调制信号输入波长选择开关,波长选择开关根据波长置乱矩阵将已调制信号进行置乱交换;
置乱后的信号输入波长转换器,将信号的波长转换成原始波长序列;
原始波长序列的信号输入空间光调制器,空间光调制器根据相位扰动序列对原始波长序列的信号进行相位扰动,并输入波长选择开关进行波长复用;
复用后的信号继续传输,完成加密,生成已加密信号。
2.根据权利要求1所述的一种通过混沌加密方式实现光波长相位加密方法,其特征在于:所述加密方法的解密方法为:将已加密信号输入波长选择开关进行波长解复用,并输入空间光调制器;
通过预先构建的混沌模型生成波长解扰矩阵以及相位解扰序列;
相位解扰序列输入空间光调制器,空间光调制器根据相位解扰序列对波长解复用的信号进行相位解扰,并输入波长选择开关;
波长解扰矩阵输入波长选择开关,波长选择开关根据波长解扰矩阵对相位解扰后的信号进行波长解扰,解扰后的信号继续传输,完成解密。
3.根据权利要求1所述的一种通过混沌加密方式实现光波长相位加密方法,其特征在于:所述混沌模型为Lorenz映射模型,Lorenz映射模型表示为:其中,ρ、r、β为参数,(x,y,z)为变量,满足ρ>0,ρ·r>0,β>0,当ρ=9,r=25,β=8/3时,系统处于混沌状态;接着利用Lorenz映射模型生成混沌序列,通过混沌序列生成掩蔽矢量,分别对信号的波长和相位进行掩蔽;通过混沌映射后产生三组序列(xn,yp,zl),取其中一组xn用于生成波长加密矩阵Xn。过程如下式所示,第n个波长的加密矩阵为:*
Xn=Mat{[xn‑floor(xn)]·[xn‑floor(xn)]'},n=1,2,…,N (2)*
其中,Xn为波长的加密矩阵;Mat{}表示对矩阵中非整数元素取0;[] 表示对序列进行排序,N为总波长数。接着对信号的相位进行置乱,提取混沌序列中的yp生成一组掩蔽因子Yp,如下式所示:其中,floor{}表示向零取整;公式(3)意为取yp第u位小数和第v位小数组成一个新的二位数序列Yp。
4.根据权利要求1所述的一种通过混沌加密方式实现光波长相位加密方法,其特征在于:所述空间光调制器为纯相位液晶的空间光调制器,工作时,只对偏振方向与液晶光轴平行的入射光相位进行调制,即液晶分子中只有e光存在,在外加电场前,空间光调制器中液晶的e光相位延迟为:δ0=πd(ne‑n0)/λ (4)
其中,d为液晶晶体的厚度,λ为入射光的波长,ne为e光的折射率,n0为空气折射率;
工作时,空间光调制器外加电场,液晶中e光的折射率ne随液晶光轴的偏转而改变,空间光调制器中液晶的e光相位延迟为:δ0=πd(ne(θ)‑n0)/λ (5)
其中,
θ为液晶分子指向矢量和电场方向的夹角。
5.一种通过混沌加密方式实现光波长相位加密系统,其特征在于,包括:混沌序列生成模块:设有用于生成混沌序列的混沌模型,所述馄饨序列包括波长置乱矩阵以及相位扰动序列;
波长扰动模块:包括波长选择开关和波长转换器,所述用于输入已调制信号,根据波长置乱矩阵将已调制信号进行置乱交换;所述波长转换器用于将置乱后的信号的波长转换成原始波长序列;
相位扰动模块:用于输入原始波长序列的信号根据相位扰动序列对原始波长序列的信号进行相位扰动,并输入波长选择开关进行波长复用。
6.根据权利要求5所述的一种通过混沌加密方式实现光波长相位加密系统,其特征在于:所述混沌模型为Lorenz映射模型,Lorenz映射模型表示为:其中,ρ、r、β为参数,(x,y,z)为变量,满足ρ>0,ρ·r>0,β>0,当ρ=9,r=25,β=8/3时,系统处于混沌状态;接着利用Lorenz映射模型生成混沌序列,通过混沌序列生成掩蔽矢量,分别对信号的波长和相位进行掩蔽;通过混沌映射后产生三组序列(xn,yp,zl),取其中一组xn用于生成波长加密矩阵Xn。过程如下式所示,第n个波长的加密矩阵为:*
Xn=Mat{[xn‑floor(xn)]·[xn‑floor(xn)]'},n=1,2,…,N (2)*
其中,Xn为波长的加密矩阵;Mat{}表示对矩阵中非整数元素取0;[] 表示对序列进行排序,N为总波长数。接着对信号的相位进行置乱,提取混沌序列中的yp生成一组掩蔽因子Yp,如下式所示:其中,floor{}表示向零取整;公式(3)意为取yp第u位小数和第v位小数组成一个新的二位数序列Yp。
7.根据权利要求5所述的一种通过混沌加密方式实现光波长相位加密系统,其特征在于:所述波长选择开关为基于硅基液晶的波长选择开关,由光纤阵列、准直透镜阵列、偏振转换光学元件、闪耀光栅、傅里叶透镜和LCOS相位空间调制器组成。
8.根据权利要求5所述的一种通过混沌加密方式实现光波长相位加密系统,其特征在于:所述相位扰动模块为纯相位液晶的空间光调制器,工作时,只对偏振方向与液晶光轴平行的入射光相位进行调制,即液晶分子中只有e光存在,在外加电场前,空间光调制器中液晶的e光相位延迟为:δ0=πd(ne‑n0)/λ (4)
其中,d为液晶晶体的厚度,λ为入射光的波长,ne为e光的折射率,n0为空气折射率;
工作时,空间光调制器外加电场,液晶中e光的折射率ne随液晶光轴的偏转而改变,空间光调制器中液晶的e光相位延迟为:δ0=πd(ne(θ)‑n0)/λ (5)
其中,
θ为液晶分子指向矢量和电场方向的夹角。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,其特征在于:所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法。
10.一种计算设备,其特征在于,包括:
一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法的指令。