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专利号: 202511925573X
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:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多级联序列增强的双域信号传输方法,其特征在于,包括:获取待传输的原始信号和密钥初值;

将所述密钥初值通过交叉混沌系统生成二维混沌序列X和二维混沌序列Y;通过基于李雅普诺夫指数差异的闭环调节机制控制所述交叉混沌系统的参数;

利用二维混沌序列X对所述原始信号进行符号域掩蔽,得到符号域加密信号;

对所述符号域加密信号进行串并转换、PAM4映射,得到映射信号;

将所述映射信号输入FIFO寄存器进行时间域掩蔽,得到时间域加密信号;通过二维混沌序列Y控制所述FIFO寄存器的时钟延迟;

对所述时间域加密信号进行信号传输;

通过基于李雅普诺夫指数差异的闭环调节机制控制所述交叉混沌系统的参数,包括:获取浮点数的交叉混沌系统;

对浮点数的交叉混沌系统通过FPGA硬件平台进行硬件定点化仿真,得到定点数的交叉混沌系统;

根据浮点数的交叉混沌系统计算浮点化李雅普诺夫指数,根据定点数的交叉混沌系统计算定点化李雅普诺夫指数;

将浮点化李雅普诺夫指数、定点化李雅普诺夫指数通过自适应规则函数进行比较,根据比较结果控制所述交叉混沌系统的参数;

根据比较结果控制所述交叉混沌系统的参数,包括:若浮点化李雅普诺夫指数大于定点化李雅普诺夫指数,则增大所述交叉混沌系统的Sine混沌参数,公式为:;

若浮点化李雅普诺夫指数小于定点化李雅普诺夫指数,则减小所述交叉混沌系统的Sine混沌参数,公式为:;

若浮点化李雅普诺夫指数等于定点化李雅普诺夫指数,则所述交叉混沌系统的参数不变;

其中, 、 分别表示第 次迭代、第 次迭代交叉混沌系统的Sine混沌参数; 表示调节步长; 、 分别表示交叉混沌系统的Sine混沌参数的最大值、最小值; 、 分别表示取最大、取最小。

2.根据权利要求1所述的多级联序列增强的双域信号传输方法,其特征在于,所述交叉混沌系统以Sine映射和Tent映射为基底进行交叉获取二维混沌序列X和二维混沌序列Y,表示为:;

其中, 、 分别表示第 次迭代生成的二维混沌序列X数据、第 次迭代生成的二维混沌序列X的数据; 、 分别表示第 次迭代生成的二维混沌序列Y的数据、第次迭代生成的二维混沌序列Y的数据; 、 分别表示交叉混沌系统的Sine混沌参数、Tent混沌参数。

3.根据权利要求1所述的多级联序列增强的双域信号传输方法,其特征在于,利用二维混沌序列X对所述原始信号进行符号域掩蔽,得到符号域加密信号,包括:对所述原始信号进行字节划分,得到字节信号序列 ;其中, 分别表示第1组字节信号、第2组字节信号、第 组字节信号、第组字节信号;

根据二维混沌序列X确定符号域掩蔽模式 ;其中, 表示截取二维混沌序列X中当前最后一次迭代所得二进制数据的低两位数据作为符号域掩蔽模式;

根据符号域掩蔽模式 ,对所述原始信号进行符号域掩蔽,得到符号域加密信号。

4.根据权利要求3所述的多级联序列增强的双域信号传输方法,其特征在于,根据符号域掩蔽的模式,对所述原始信号进行符号域掩蔽,得到符号域加密信号,包括:若 ,则将字节信号序列中的奇数组字节信号分别进行按位取反,得到符号域加密信号;

若 ,则将字节信号序列中的各组字节信号分别进行倒序处理,得到符号域加密信号;

若 ,则将字节信号序列中的偶数组字节信号分别进行按位取反,得到符号域加密信号;

若 ,则分别从字节信号序列的两端开始,分别依次取一组字节信号进行换位,直至字节信号序列中的所有组字节信号均被换位,或者字节信号序列中仅剩中间一组字节信号维持原位,则得到符号域加密信号。

5.根据权利要求1所述的多级联序列增强的双域信号传输方法,其特征在于,通过二维混沌序列Y控制所述FIFO寄存器的时钟延迟,包括:根据二维混沌序列Y,确定时钟延迟的模型索引 以及时钟延迟的表内索引 ;其中, 表示截取二维混沌序列Y中当前最后一次迭代所得二进制数据的低两位数据作为时钟延迟的模型索引;

表示截取二维混沌序列Y中当前最后一次迭代所得二进制数据的高两位数据作为时钟延迟的表内索引;表示二维混沌序列Y中当前最后一次迭代所得二进制数据的数据位数;

根据时钟延迟的模型索引 以及时钟延迟的表内索引,生成时钟延迟表;

根据时钟延迟表控制所述FIFO寄存器的时钟延迟。

6.根据权利要求5所述的多级联序列增强的双域信号传输方法,其特征在于,根据时钟延迟表控制所述FIFO寄存器的时钟延迟,包括:若 且 、 且 、 且 ,或 且 ,则控制所述FIFO寄存器无延迟;

若 且 、 且 、 且 ,或 且 ,则控制所述FIFO寄存器数据的写入延迟1个时钟周期;

若 且 、 且 、 且 ,或 且 ,则控制所述FIFO寄存器数据的写入延迟2个时钟周期;

若 且 、 且 、 且 ,或 且 ,则控制所述FIFO寄存器数据的写入延迟3个时钟周期。

7.一种多级联序列增强的双域信号传输系统,其特征在于,包括:信息获取模块,用于:获取待传输的原始信号和密钥初值;

混沌序列生成模块,用于:将所述密钥初值通过交叉混沌系统生成二维混沌序列X和二维混沌序列Y;通过基于李雅普诺夫指数差异的闭环调节机制控制所述交叉混沌系统的参数;

符号域加密模块,用于:利用二维混沌序列X对所述原始信号进行符号域掩蔽,得到符号域加密信号;

信号映射模块,用于:对所述符号域加密信号进行串并转换、PAM4映射,得到映射信号;

时间域加密模块,用于:将所述映射信号输入FIFO寄存器进行时间域掩蔽,得到时间域加密信号;通过二维混沌序列Y控制所述FIFO寄存器的时钟延迟;

信号传输模块,用于:对所述时间域加密信号进行信号传输;

通过基于李雅普诺夫指数差异的闭环调节机制控制所述交叉混沌系统的参数,包括:获取浮点数的交叉混沌系统;

对浮点数的交叉混沌系统通过FPGA硬件平台进行硬件定点化仿真,得到定点数的交叉混沌系统;

根据浮点数的交叉混沌系统计算浮点化李雅普诺夫指数,根据定点数的交叉混沌系统计算定点化李雅普诺夫指数;

将浮点化李雅普诺夫指数、定点化李雅普诺夫指数通过自适应规则函数进行比较,根据比较结果控制所述交叉混沌系统的参数;

根据比较结果控制所述交叉混沌系统的参数,包括:若浮点化李雅普诺夫指数大于定点化李雅普诺夫指数,则增大所述交叉混沌系统的Sine混沌参数,公式为:;

若浮点化李雅普诺夫指数小于定点化李雅普诺夫指数,则减小所述交叉混沌系统的Sine混沌参数,公式为:;

若浮点化李雅普诺夫指数等于定点化李雅普诺夫指数,则所述交叉混沌系统的参数不变;

其中, 、 分别表示第 次迭代、第 次迭代交叉混沌系统的Sine混沌参数; 表示调节步长; 、 分别表示交叉混沌系统的Sine混沌参数的最大值、最小值; 、 分别表示取最大、取最小。

8.一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,实现权利要求1至6中任一所述的多级联序列增强的双域信号传输方法的步骤。