[發(fā)明專利]一種接入網(wǎng)的信息保密傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710731137.8
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107579961B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張崇富;張慧娟;閆揚(yáng)揚(yáng);胡哲峰;邱昆
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L9/08;H04L1/00;H04B10/85
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種接入網(wǎng)的信息保密傳輸方法，先隨機(jī)產(chǎn)生安全密鑰，且每個用戶所用的安全密鑰以及每次數(shù)據(jù)加密所用的安全密鑰不同；在發(fā)送端，待傳輸比特序列首先轉(zhuǎn)換為符號序列，然后進(jìn)行Turbo網(wǎng)格編碼，兩層加密過程伴隨編碼過程進(jìn)行，安全密鑰隨機(jī)產(chǎn)生同時也被保存下來共享給接收端，發(fā)送給不同用戶的數(shù)據(jù)用不同的安全密鑰進(jìn)行加密，然后不同用戶的信息復(fù)用為一路OFDM信號進(jìn)行傳輸；在接收端，每個ONU均可獲得發(fā)送端發(fā)送的OFDM信號，由于每個ONU只能獲得對應(yīng)發(fā)端共享的安全密鑰，再還原出比特序列，其他的ONU無法知道該ONU的密鑰且竊聽者無法通過暴力破解或者數(shù)據(jù)分析法獲取正確的信息序列，從而保證了通信的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于接入網(wǎng)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種接入網(wǎng)的信息保密傳輸方法。

背景技術(shù)

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展帶來了通信領(lǐng)域革命性的改變，伴隨而來的是通信安全問題的日益突出。光接入網(wǎng)絡(luò)是承載互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的主要基礎(chǔ)設(shè)施，全光通信(all opticalcommunication,AOC)網(wǎng)絡(luò)更是未來發(fā)展的大勢所趨，所以研究光接入網(wǎng)絡(luò)的安全問題及其增強(qiáng)技術(shù)對保證互聯(lián)網(wǎng)安全具有重要意義。

物理層安全技術(shù)具有實(shí)施方式靈活、復(fù)雜度低、全信息保密等特點(diǎn)，所以成為最具潛力的光接入網(wǎng)安全性增強(qiáng)技術(shù)之一。Turbo網(wǎng)格編碼(Turbo-Trellis CodedModulation,TTCM)是Turbo碼與不同高階調(diào)制相結(jié)合的方案，既有Turbo碼在低信噪比條件下具有近Shannon理論極限譯碼性能的優(yōu)點(diǎn)，又具備網(wǎng)格編碼(Trellis CodedModulation,TCM)不增加系統(tǒng)帶寬和減小數(shù)據(jù)傳輸速率的條件下取得優(yōu)異的譯碼性能的優(yōu)勢。混沌序列的偽隨機(jī)特性和對初始條件和迭代參數(shù)敏感、遍歷性等特性，與加密理論密切相關(guān)，近年來在加密領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

據(jù)已有文獻(xiàn)，目前尚未有將布朗運(yùn)動加密的TTCM編碼技術(shù)用于接入網(wǎng)物理層的方案，在[Lijia Zhang,Bo Liu,Xiangjun Xin,and Yongjun Wang,“Joint robustnesssecurity in optical OFDM access system with Turbo-coded subcarrier rotation[J]”.Optics express，中提出了將Turbo碼與混沌技術(shù)融合用于OFDM-PON系統(tǒng)，達(dá)到了保證安全性和提升系統(tǒng)魯棒性的效果，但由于Turbo編碼和譯碼過程均基于比特數(shù)據(jù)，編碼效率低，在接入網(wǎng)的高數(shù)據(jù)速率環(huán)境下，引入的處理時延相對較大，帶寬利用率低。在[Chenglong Zhou,Wei Hu,Lin Wang,and Guanrong Chen,“Turbo Trellis-codedDifferential Chaotic Modulation[J]”.IEEE Transactions on Circuits and SystemsII:Express Briefs,]中提出了一種基于Turbo網(wǎng)格編碼的差分混沌調(diào)制方法，但由于其研究背景為無線信道，為了解決瑞利衰落信道或者高斯噪聲信道中噪聲影響，每一個符號周期中有1/2不攜帶信息，而光纖信道中主要是色散和非線性的影響，不能直接借鑒。在[WeiZhang,Chongfu Zhang,Chen Chen,Huijuan Zhang,and Kun Qiu,“Brownian MotionEncryption for Physical-layer Security Improvement in CO-OFDM-PON[J]”.IEEEPhotonics Technology Letters]中提出了一種基于布朗運(yùn)動的混沌擾亂方法，通過兩次擾亂，起到了很好的加密效果，但這種方法會對標(biāo)準(zhǔn)的QAM星座圖進(jìn)行擾亂，可能會對系統(tǒng)傳輸性能提出挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種接入網(wǎng)的信息保密傳輸方法，融合了信道編碼與加密技術(shù)，從而解決無源光網(wǎng)絡(luò)中信息不安全以及信息加密后信道傳輸性能降低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種接入網(wǎng)的信息保密傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：