[發明專利]一種基于哈希算法的低PAPR高安全光傳輸方法

有效

• 申請號: 202110143744.9
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112468286B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 劉博;忻向軍;任建新;毛雅亞;張勁楠;王瑞春;沈磊;吳泳峰;孫婷婷;趙立龍
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/08;H04L9/14;H04L27/26;H04L27/34;H04L29/06;H04Q11/00;H04J13/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

1.一種基于哈希算法的低PAPR高安全光傳輸方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、由發送端生成原始數據流，對原始數據流分別進行MD5算法和SHA-256算法，分別生成對應的隨機字符串和信息摘要；

S2、將MD5算法生成的隨機字符串，通過算法設計分別生成字母數組和純數字數組；將字母數組重新組成一個字符串，定義函數將其轉換成數字格式序列；生成的新的數字格式序列與純數字數組組合，生成隨機數字序列；將所述隨機數字序列與選取的CAZAC序列中對應的值組成新的隨機CAZAC序列，其中，使用所述隨機數字序列選取CAZAC序列中對應的值；

S3、組成的新的隨機CAZAC序列與原始數據流相乘生成新的數據流；

S4、原始數據流通過SHA-256算法生成的信息摘要放入步驟S3新的數據流尾部，并進行QAM映射；

S5、對QAM映射的信號處理傳輸后，將獲得的信號進行QAM解映射；

S6、將解映射得到的信息代入SHA-256算法進行計算，生成對應的信息摘要與步驟S4原始數據流通過SHA-256算法生成的信息摘要進行比對；若比對結果為一致，則判定信息在傳輸過程中未被竊取或篡改，發送給對應接收端用戶；如果比對結果不一致，則判定傳輸過程中信息被竊取或被篡改，則要求發送端信息重發或拒絕接受。

2.根據權利要求1所述的低PAPR高安全光傳輸方法，其特征在于，首先對生成的原始數據流進行字符格式轉換，數據流轉換字符格式指定成字符向量或者字符串標量，再進行MD5算法計算。

3.根據權利要求1所述的低PAPR高安全光傳輸方法，其特征在于，步驟S2包括：

通過MD5算法，原始數據流文本生成一串隨機的32位字符串；

接著對所述隨機的32位字符串使用正則匹配算法分別生成1*13的字母數組和1*19的純數字數組；將1*13的字母數組重新組成一個字符串，定義新的函數使用num2str將其轉換成數字格式序列；

生成的新的數字格式序列與1*19的純數字數組組合，生成32位的隨機數字序列。

4.根據權利要求1所述的低PAPR高安全光傳輸方法，其特征在于，步驟S2中，選取完備單位根序列中zadoff-chu序列的值，與MD5算法生成的隨機字符串通過算法設計轉換成的隨機數字序列組成新的隨機CAZAC序列。

5.根據權利要求4所述的低PAPR高安全光傳輸方法，其特征在于，CAZAC序列選擇zadoff-chu序列，C_k=[C₀,C₁,C₂…C_(L-1)]，定義為：

其中，L為大于1的正整數，代表序列長度；P為L以內的所有素數；k為0~（L-1）的正整數；

使用生成的32位數字序列，選出CAZAC序列中對應的值，形成了一組新的隨機CAZAC序列，m-n+1=32。

6.根據權利要求1所述的低PAPR高安全光傳輸方法，其特征在于，步驟S4中，QAM映射具體為選取16-QAM進行調制。

7.根據權利要求6所述的低PAPR高安全光傳輸方法，其特征在于，16-QAM調制過程如下：

將輸入比特流數據先通過星座映射到一個復平面上，每4個比特映射為一個符號，一共映射為16種調制符號；然后將符號的I、Q分量采用幅度調制，分別調制到對應的相互正交的兩個載波和上，得到兩路并行的調制信號；然后對兩路并行的調制信號分別進行采樣；

其中，是一對相互正交的載波的頻率。