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专利号: 2023102540889
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于Polar码和混沌CCDM多路加密的传输方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将原始数据流经串并行后转换为相对较短的多通道并行数据流;

(2)数据在经过串并变换后,利用五维混沌模型得到五维超混沌系统;

(3)将第一组混沌序列将分成三路数据;具体包括以下步骤:(31)将第一路数据发送到Polar编码模块,利用第二组混沌序列对冻结比特进行加密,实现星座映射;

(32)将第二路发送到混沌CCDM加密模块,使用第三组和第四组混沌序列进行混沌CCDM操作,获得混沌加密后的幅度值,将这些的幅度值分成等数量的I路和Q路,实现星座映射;

(33)第三路数据直接进行星座映射;

(4)将三组数据合并,利用第五组混沌序列对子载波进行顺序置乱,进行最后一次加密,最终得到经过多轮加密的安全数据;

(5)在接收端,使用与发送端相逆的过程进行加密信号的解调与解密操作,拥有所有密钥的ONU将接收到的信息解密,最终得到被解密后的正确信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于Polar码和混沌CCDM多路加密的传输方法,其特征在于,步骤(2)所述五维混沌模型,以四维超混沌系统的结构为基础,引入新的状态变量,得到五维超混沌系统,公式如下:其中,x、y、z、w、v是混沌系统产生的混沌序列;a、b、c、d、e、f是模型的常数。

3.根据权利要求1所述的一种基于Polar码和混沌CCDM多路加密的传输方法,其特征在于,步骤(3)所述将第一组混沌序列将分成三路数据具体为:将原始数据进行串并变换后得到若干路子载波,使用第一组混沌序列确定各路子载波通往哪一路,生成规则如下:

16

k=floor(mod(x·10 ,3))

若k=0,则通往第一路,若k=1,则通往第二路,若k=2,则通往第三路。

4.根据权利要求1所述的一种基于Polar码和混沌CCDM多路加密的传输方法,其特征在于,步骤(31)所述将第一路数据发送到Polar编码模块,利用第二组混沌序列对冻结比特进行加密,实现星座映射,具体包括如下:首先,使用Polar编码的码字X定义为:

其中,N是代码长度,BN是位反转置换矩阵,且 表示矩阵的nth(n=log2N)Kronecker幂;

然后,使用混沌序列y来确定每个块组的冻结位;y的长度等于块组的数量;

生成规则如下:

16

lfrozon=floor(mod(y·10 ,2))其中,lfrozon表示冻结位,值为0或1。

5.根据权利要求1所述的一种基于Polar码和混沌CCDM多路加密的传输方法,其特征在于,所述步骤(32)具体包括以下步骤:(321)将输入的第二路数据,分为3bits一组,对于PS‑16QAM信号,共有{1,3}两种的幅度值,两种幅度值的分布为:P(1)=3/4,P(3)=1/4即幅度1的概率为3/4;幅度3的概率为1/

4;同时,输入8种000、001、010、100、011、101、110、111bits,将上述bits对应于不同的幅度值,即需要8种不相同的带符号的幅度值组合:{1,1}、{1,‑1}、{‑1,1}、{‑1,‑1}、{1,3}、{1,‑

3}、{‑1,3}、{‑1,‑3};

(322)将上述bits数据和幅度值数据进行划分,具体为:000、001、010、100一组,命名为A组,110、101、011、111一组,命名为B组;{1,1}、{1,‑1}、{‑1,1}、{‑1,‑1}一组,命名为C组,{1,3}、{1,‑3}、{‑1,3}、{‑1,‑3}一组,命名为D组;

(323)使用第三组混沌序列对bits和幅度值的组外映射规则进行选择,具体规则如下:

16

m=floor(mod(x·10 ,2))

若m=0,A对应C,B对应D ;若m=1,A对应D,B对应C;

(324)利用第四组混沌序列对bits和幅度值的组内映射规则进行选择,获得混沌加密后的幅度值;具体规则如下:

16

n=floor(mod(u·10 ,24))+1;

(325)将混沌加密后的幅度值划分为2部分,将前半部分数据发送到I路,后半部分数据发送到Q路;I数据将作为输出数据的实部,Q路数据将作为输出数据的虚部,利用QAM映射将两路数据合并,最终得到第二路的PS‑16QAM数据。

6.根据权利要求1所述的一种基于Polar码和混沌CCDM多路加密的传输方法,其特征在于,所述步骤(4)具体为:将三路星座点数据进行合并,然后进行子载波顺序置乱;利用第五组混沌序列按照如下式所示的规则对子载波序列进行加密;生成的加扰序列如下所示:Subcarriersnew=fw{subcarriers(sort(mod(wn,1)))}其中subcarriersnew、subcarriers表示子载波序列,fw{}是加扰子载波序列的规则。