1.一种基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法,其特征在于,包括:获取待传输信号;
对待传输信号利用SCMA技术进行编码,得到编码信号;
利用四维超混沌模型生成的混沌序列值对编码信号进行稀疏矩阵扰动,得到加密信号;
将加密信号进行传输,实现信号加密传输;
所述四维超混沌模型的表达式为:
其中,a、b、c、d和r是预设参数,x、y、z和w是变量, 和 是变量x、y、z和w对时间t的微分;
所述混沌序列值通过以下方法得到:利用龙格库塔法求解得到四维随机的混沌序列值,混沌序列值包括x、y、z和w;
所述利用四维超混沌模型生成的混沌序列值对编码信号进行稀疏矩阵扰动,包括:利用四维超混沌模型生成的混沌序列值对稀疏矩阵进行扰动加密,包括:先固定稀疏矩阵的第一列的第一个元素,将第一列剩余的元素作为第一整体,第一整体共有三种排列方式,利用混沌序列值中的变量y对第一整体施加扰动,生成的序列值对应于第一整体的三种排列方式;
对于稀疏矩阵中除第一列以外的列,按照以下规则进行扰动:先利用混沌序列值中的变量x对第一个元素进行扰动,然后利用混沌序列值中的变量x对剩余元素进行扰动;
并且,在每一次扰动过程中,保持后面一列与前面的所有列都不同,且每一行元素0和元素1出现的次数都是和扰动前一致;
其中,利用混沌序列值对稀疏矩阵的每一列的第一个元素扰动,通过以下公式进行:5
masking_i1=floor(mod(i×xi×10 ,10))其中,xi是混沌序列值,i是稀疏矩阵的第i列,i1是稀疏矩阵的第i列的第一个元素,mod( )是取余函数,floor( )是取整函数,masking_i1表示利用混沌序列值对稀疏矩阵的第i列第一个元素进行扰动加密,direction i1表示对扰动加密后的第i列第一个元素的判决。
2.根据权利要求1所述的基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法,其特征在于,所述对待传输信号利用SCMA技术进行编码,得到编码信号,包括:通过SCMA编码器对待传输信号进行编码后,通过一个稀疏矩阵来表示编码信号,所述稀疏矩阵的表达式为:T T T
F=[diag(V1V1),diag(V2V2)…diag(VJVJ)]其中,F是稀疏矩阵,V1、V2…VJ分别是第1、2…J个用户的映射矩阵,T表示转置操作,diag( )是diag函数;
所述SCMA编码器的表达式为:
其中,f表示SCMA编码器,A是待传输信号,M是每个码本中包含的码字个数,X是用户码K本,X∈B,B是母码本,K是资源个数,x是复数域码字,f(a)是将二进制向量映射为一个复向量;
所述母码本的映射表示为:
log M
g:A →B,b=g(a)
其中,g表示母码本的映射,b是母码本中的一个N维星座点,g(a)是将二进制向量映射到多维星座点集合域;
通过二进制映射矩阵将所述N维星座点映射到K维的稀疏码字上,在此过程中,所述SCMA编码器被重新定义为f=Vg,V是映射矩阵。
3.基于权利要求1至2中任一项所述方法的一种基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输装置,其特征在于,包括:信号获取模块,用于:获取待传输信号;
信号编码模块,用于:对待传输信号利用SCMA技术进行编码,得到编码信号;
信号加密模块,用于:利用四维超混沌模型生成的混沌序列值对编码信号进行稀疏矩阵扰动,得到加密信号;
信号传输模块,用于:将加密信号进行传输,实现信号加密传输。
4.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1‑2中任一所述的基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法。
5.一种设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储指令;
处理器,用于执行所述指令,使得所述设备执行实现如权利要求1‑2中任一所述的基于稀疏矩阵扰动的信号加密传输方法。