[發(fā)明專利]一種主動非線性變換信道加擾傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811142811.X
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109286470B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金江;黃家露;馬洪
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L29/06
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發(fā)明公開一種主動非線性變換信道加擾傳輸方法。該方法采用與待發(fā)送信號不相關(guān)的干擾信號作為已知碼本，將該碼本生成的非線性失真主動加入到待發(fā)送信號中，在傳輸信號的同時，將碼本和非線性模型也傳輸給合作方；在加密信息發(fā)送前主動加入記憶非線性特性，使信息隱藏在看似毫無意義的非線性信號中，對非合作方的信息接收判決環(huán)節(jié)制造障礙，使得其對接收碼的判決毫無意義，實(shí)現(xiàn)信息遮掩與隱藏，進(jìn)而影響其對信息的截獲、恢復(fù)和破譯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信保密技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種主動非線性變換信道加擾傳輸方法。

背景技術(shù)

通信技術(shù)的核心為加密技術(shù)。電子設(shè)備與器件和傳輸鏈路的記憶或無記憶非線性現(xiàn)象往往成為制約系統(tǒng)性能提升、影響信號的正確接收的關(guān)鍵因素之一。傳統(tǒng)的密碼學(xué)中所發(fā)展的加密技術(shù)主要是處理具有有限整數(shù)的系統(tǒng)，而最近十幾年來基于復(fù)雜動力學(xué)發(fā)展而來的混沌保密通信技術(shù)成為了新的研究熱點(diǎn)。它與傳統(tǒng)的密碼學(xué)有一些共性，最主要的特性就是對變量和參數(shù)變化的敏感性，但混沌保密通信所用的系統(tǒng)界定在實(shí)數(shù)上。混沌加密目前主要是在密碼學(xué)界進(jìn)行的，其根本任務(wù)是尋找能生成較好的密碼學(xué)特性的混沌序列產(chǎn)生器。

事實(shí)上，除了信息保密技術(shù)以外，人們早就開始了線路保密技術(shù)的探索。眾所周知，信息的傳輸是要借助于媒體來實(shí)現(xiàn)的。由于信息的傳輸要通過某種媒體，這就產(chǎn)生了泄密和保密的問題。例如，無線通信在信號傳送的過程中要向空中發(fā)射電磁波，不僅通信的對方能收到，其他人，特別是敵方也能收到。有線通信的保密性要相對好一些，但泄密的因素依然存在，特別是金屬電纜的串音、輻射，載波機(jī)的諧波輻射和敵方的竊聽等等，都是產(chǎn)生泄密的因素。

除了信息加密以外(依賴于密鑰的安全性)，人們還考慮了線路加密。線路保密技術(shù)研究的重點(diǎn)是如何不讓敵方收到本方的通信信號。線路保密可以稱為隱蔽式的保密通信，它使敵方不能從本方通信線路(包括有線和無線線路)上直接獲取信號，或者說以不為敵方所覺察的方式來進(jìn)行通信。例如無線通信中的定向發(fā)射、窄向發(fā)射等通信技術(shù)，有線中的光纖通信和特制保密電纜等。但是線路保密技術(shù)到目前為止的成就有限。

傳統(tǒng)的加密技術(shù)大多并不考慮非授權(quán)用戶的判決問題，非授權(quán)用戶大多數(shù)情況下都能和授權(quán)用戶一樣進(jìn)行信息接收和正確判決。以密碼理論為基礎(chǔ)的保密通信系統(tǒng)的安全等級很大程度上取決于密鑰的長度，其致命的缺點(diǎn)是它明確地提示攻擊者或監(jiān)聽者哪些是重要信息，容易引起攻擊者的好奇和注意，增加其攻擊破解的欲望。因此授權(quán)用戶只需對判決符號進(jìn)行內(nèi)容解析即可。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有有線通信的保密技術(shù)由于金屬電纜的串音、輻射，載波機(jī)的諧波輻射和敵方的竊聽等容易產(chǎn)生信息泄露，以及現(xiàn)有以密碼理論為基礎(chǔ)的保密通信技術(shù)明確提示攻擊者或監(jiān)聽者哪些是重要信息，容易引起攻擊者的好奇和注意，增加其攻擊破解的欲望，限制了保密技術(shù)的安全性的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于主動記憶非線性的信道加擾傳輸方法，包括以下步驟：

確定待發(fā)送信號和碼本，所述碼本為與待發(fā)送信號不相關(guān)的干擾信號；

基于碼本生成非線性失真，并將該非線性失真加入待發(fā)送信號中得到主動非線性加擾后的信號，所述非線性失真與所述待發(fā)送信號在同一個帶寬內(nèi)，以對所述待發(fā)送信號起掩藏作用；

將所述主動非線性加擾后的信號發(fā)送給接收端，以使所述接收端基于所述非線性失真對應(yīng)的參數(shù)從接收到的主動非線性加擾后的信號中解調(diào)得到所述待發(fā)送信號。

可以理解的是，發(fā)送端向接收端發(fā)送兩路信號，一路信號為含有碼本信號，以便接收端確定非線性失真對應(yīng)的參數(shù)，另一路為非線性失真加擾后的待發(fā)送信號，以使所述接收端基于所述非線性失真對應(yīng)的參數(shù)從接收到的主動非線性加擾后的信號中解調(diào)得到所述待發(fā)送信號。

可選地，得到主動非線性加擾后的信號通過主動記憶非線性變換數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)；