基于超混沌序列的光OFDM系统置乱与扩散加密算法的研究
本文关键词: 光OFDM系统 超混沌序列 置乱 单向扩散 双向扩散 出处:《东北大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:正交频分复用(OFDM)技术因具有较高的频谱利用率、较好的对抗频率选择性衰落和色散,而被广泛的用于光通信及其他通信领域。随着社会的发展带来的信息传输量的增大,利用OFDM技术结合光通信技术形成的光OFDM技术,构建出高速率、长距离传输、低成本的光传输网络是一种发展趋势。当通信网络中参与信息传输的用户增加后,如何保证信息传输的安全是一门非常重要的课题。由于混沌技术的发展,将混.沌用于保密通信成了目前通信安全领域的热点。本文在光OFDM系统的基础上,结合超混沌系统,对光OFDM加密系统做了专门的研究。本文首先对超混沌系统和光OFDM系统做了简要的介绍。结合Optisystem通信仿真软件和Matlab仿真软件,搭建了光OFDM加密系统,并在系统中做了相应的算法改进和仿真。本文的主要工作和创新点有:(1)提出了基于超混沌序列的光OFDM系统置乱加密算法,并进行了仿真实验。由于超混沌系统轨道周期复杂,动力学行为难以预测,生成的密钥难以破解,从而有效的保证了信息的安全传输。但是算法存在一个缺陷:无法抵抗差分攻击。(2)针对置乱加密算法无法抵抗差分攻击的缺点,提出了基于超混沌序列的光OFDM单向扩散加密算法。该算法的提出,有效的改善了置乱加密算法的缺点,并且进一步的提高了系统的安全性。通过对系统的仿真实验,验证了算法的有效性。但是,该算法的加密效率较低,所消耗的时间较长。(3)针对单向扩散加密算法效率低下的缺点,提出了基于超混沌序列的光OFDM系统双向扩散加密算法,有效提高了加密解密过程的效率,从而减少了加密系统的时间消耗。通过实验仿真,双向扩散加密算法在提高效率的同时,算法的性能相较于单向扩散加密算法,并没有降低。通过三个加密算法的提出和仿真实验的成功可以得出:基于超混沌序列的光OFDM加密系统能够有效的保证信息安全,仿真实验的成功也说明加密系统在实际光纤通信网络具有可实现性。
[Abstract]:OFDM (orthogonal Frequency Division Multiplexing) technology has high spectral efficiency and good frequency selective fading and dispersion. It is widely used in the field of optical communication and other communication fields. With the increase of the amount of information transmission brought by the development of society, the OFDM technology combined with optical communication technology to form optical OFDM technology to build a high rate. Long distance transmission, low cost optical transmission network is a development trend. When the number of users participating in information transmission in communication network increases. How to ensure the security of information transmission is a very important subject, due to the development of chaos technology. Chaotic communication has become a hot topic in the field of communication security. Based on the optical OFDM system, the hyperchaos system is combined in this paper. In this paper, the hyperchaotic system and the optical OFDM system are briefly introduced. Combined with Optisystem communication simulation software and Matlab simulation software, this paper gives a brief introduction to the optical OFDM encryption system. Real software. The optical OFDM encryption system is built. The corresponding algorithm is improved and simulated in the system. The main work and innovation of this paper is: 1) A scrambling encryption algorithm based on hyperchaotic sequence for optical OFDM system is proposed. The simulation experiment is carried out. Because the orbit period of hyperchaotic system is complex, the dynamic behavior is difficult to predict, and the generated key is difficult to break. But the algorithm has a defect: it can not resist the differential attack. 2) for the scrambling encryption algorithm can not resist the shortcomings of the differential attack. This paper presents an optical OFDM one-way diffusion encryption algorithm based on hyperchaotic sequence, which effectively improves the shortcomings of scrambling encryption algorithm. And further improve the security of the system. Through the simulation of the system, the effectiveness of the algorithm is verified. However, the encryption efficiency of the algorithm is low. Aiming at the low efficiency of unidirectional diffusion encryption algorithm, a bidirectional diffusion encryption algorithm for optical OFDM system based on hyperchaotic sequence is proposed. The efficiency of encryption and decryption process is improved effectively, and the time consumption of encryption system is reduced. Through experimental simulation, bidirectional diffusion encryption algorithm improves the efficiency at the same time. The performance of the algorithm is better than that of the one-way diffusion encryption algorithm. Through the introduction of three encryption algorithms and the success of simulation experiments, it can be concluded that the optical OFDM encryption system based on hyperchaotic sequence can effectively ensure the information security. The success of the simulation experiment also shows that the encryption system can be realized in practical optical fiber communication network.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN929.53
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,本文编号:1447390
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