[發(fā)明專利]一種基于混沌系統(tǒng)陣列的能源互聯(lián)網(wǎng)通信安全系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810096089.4
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108365946B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 張海洋;李金龍;萬峰
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)河南省電力公司潢川縣供電公司
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00;H04L9/40
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒;李丹

本發(fā)明公開了一種基于混沌系統(tǒng)陣列的能源互聯(lián)網(wǎng)通信安全系統(tǒng)與方法，該方法包括：1)構建混沌系統(tǒng)陣列：以混沌系統(tǒng)為基本單元構建混沌系統(tǒng)陣列；2)混沌信號發(fā)生：求解混沌系統(tǒng)陣列中的基本單元的非線性微分方程組產(chǎn)生安全通信所需的混沌信號；3)混沌信號處理：對混沌陣列系統(tǒng)產(chǎn)生的多通道混沌信號進行信號處理，構建新的高維超混沌信號，作為密鑰信號；4)信息的加/解密：利用處理后的混沌系統(tǒng)陣列輸出信號按照既定的數(shù)據(jù)加/解密原則對原始/加密后信號進行加/解密處理。本發(fā)明提出的方法設計的通信安全方法可處理文本、波形、語音及圖像等不同種類的信息，具有數(shù)據(jù)處理能力強、類型寬泛的優(yōu)點；且擴展靈活，安全可靠，易于實現(xiàn)。

技術領域

本發(fā)明涉及密碼技術，尤其涉及一種基于混沌系統(tǒng)陣列的能源互聯(lián)網(wǎng)通信安全系統(tǒng)與方法。

背景技術

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)技術的廣泛應用，能源網(wǎng)數(shù)據(jù)日益廣泛地在因特網(wǎng)間進行傳播和存儲，因此為有效的保護用戶的信息不被非法者使用，所采取的根本措施就是信息保密傳輸和存儲。能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)種類多，數(shù)據(jù)體量大，傳統(tǒng)加密算法大都針對一維數(shù)據(jù)流而設計，采取傳統(tǒng)加密算法進行加密時，加密效率低，加密后數(shù)據(jù)容易遭受攻擊。

混沌是指一種由非線性確定系統(tǒng)產(chǎn)生的類隨機行為，具有隨機性、確定性、遍歷性和對初值的高度敏感性等特點，可以設計出密鑰空間大、加密流隨機性高的加密算法，在能源互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)場合有許多獨特的優(yōu)勢。混沌加密一經(jīng)提出，便迅速成為了研究的熱點。

以往研究的混沌加密技術大多數(shù)基于單一的低維混沌系統(tǒng)或映射。雖然低維混沌系統(tǒng)由于形式簡單而具有計算時間短的優(yōu)點，但其密鑰空間小，混沌序列的復雜度不高，導致密碼系統(tǒng)安全性不高、難以抵抗窮舉攻擊。而高維混沌系統(tǒng)尤其是超混沌系統(tǒng)，具有兩個以上的Lyapunov指數(shù)，其非線性行為更加復雜難以預測；另外，超混沌系統(tǒng)具有4個以上的狀態(tài)變量，密鑰空間更大。因此，超混沌系統(tǒng)用于加密，在增大加密算法的密鑰空間的同時，必然會提高系統(tǒng)的安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題在于針對現(xiàn)有技術中的缺陷，提供一種基于混沌系統(tǒng)陣列的能源互聯(lián)網(wǎng)通信安全系統(tǒng)與方法。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于混沌系統(tǒng)陣列的能源互聯(lián)網(wǎng)通信安全方法，包括以下步驟：

1)構建混沌系統(tǒng)陣列：以混沌系統(tǒng)為單元構建高維度的混沌系統(tǒng)陣列，混沌系統(tǒng)陣列的規(guī)模由數(shù)據(jù)處理元件的處理能力及系統(tǒng)安全性的要求共同決定；

2)混沌信號發(fā)生：求解混沌系統(tǒng)陣列中各基本單元的非線性微分方程組產(chǎn)生通信安全加/解密所需混沌信號；

3)混沌信號處理：對混沌系統(tǒng)陣列輸出的多通道混沌信號按照設定的信號處理原則進行處理，構建新的高維超混沌信號，作為加/解密所需的密鑰信號；

4)信息的加解密；采用選定的數(shù)據(jù)加密準則，采用處理后的混沌系統(tǒng)陣列輸出信號對信息進行加密并進行傳輸；對信號接收系統(tǒng)采用和加密信號一致的解密系統(tǒng)即可實現(xiàn)對加密后的信息進行解密復原。

按上述方案，所述步驟1)中構建混沌系統(tǒng)陣列的混沌系統(tǒng)為常見的混沌系統(tǒng)及其改進系統(tǒng)。

按上述方案，所述步驟2)中對混沌系統(tǒng)單元的典型結構參數(shù)做微小擾動形成系統(tǒng)結構參數(shù)庫及采用隨機生產(chǎn)的微小數(shù)值作為混沌系統(tǒng)初始值參數(shù)庫，通過從結構參數(shù)庫與初始值參數(shù)庫中選取參數(shù)的方式設置混沌陣列系統(tǒng)中各單元的狀態(tài)，然后得到混沌系統(tǒng)陣列產(chǎn)生的混沌信號。

按上述方案，所述步驟3)中按照預設的數(shù)字信號處理方法對混沌陣列系統(tǒng)的輸出信號進行處理，所述數(shù)字信號處理方法包括數(shù)學運算處理、邏輯運算處理、數(shù)值信號處理、現(xiàn)有加密算法處理及上述處理方法的組合。

按上述方案，所述步驟4)中數(shù)據(jù)加密準則為掩蓋與調(diào)制操作或現(xiàn)有的數(shù)據(jù)加密準則。

一種基于混沌系統(tǒng)陣列的能源互聯(lián)網(wǎng)通信安全系統(tǒng)，包括：