[发明专利]一种接入网的信息保密传输方法

说明书

本发明公开了一种接入网的信息保密传输方法，先随机产生安全密钥，且每个用户所用的安全密钥以及每次数据加密所用的安全密钥不同；在发送端，待传输比特序列首先转换为符号序列，然后进行Turbo网格编码，两层加密过程伴随编码过程进行，安全密钥随机产生同时也被保存下来共享给接收端，发送给不同用户的数据用不同的安全密钥进行加密，然后不同用户的信息复用为一路OFDM信号进行传输；在接收端，每个ONU均可获得发送端发送的OFDM信号，由于每个ONU只能获得对应发端共享的安全密钥，再还原出比特序列，其他的ONU无法知道该ONU的密钥且窃听者无法通过暴力破解或者数据分析法获取正确的信息序列，从而保证了通信的安全性。

技术领域

本发明属于接入网领域，更为具体地讲，涉及一种接入网的信息保密传输方法。

背景技术

互联网技术的蓬勃发展带来了通信领域革命性的改变，伴随而来的是通信安全问题的日益突出。光接入网络是承载互联网运行的主要基础设施，全光通信(all opticalcommunication,AOC)网络更是未来发展的大势所趋，所以研究光接入网络的安全问题及其增强技术对保证互联网安全具有重要意义。

物理层安全技术具有实施方式灵活、复杂度低、全信息保密等特点，所以成为最具潜力的光接入网安全性增强技术之一。Turbo网格编码(Turbo-Trellis CodedModulation,TTCM)是Turbo码与不同高阶调制相结合的方案，既有Turbo码在低信噪比条件下具有近Shannon理论极限译码性能的优点，又具备网格编码(Trellis CodedModulation,TCM)不增加系统带宽和减小数据传输速率的条件下取得优异的译码性能的优势。混沌序列的伪随机特性和对初始条件和迭代参数敏感、遍历性等特性，与加密理论密切相关，近年来在加密领域应用广泛。

据已有文献，目前尚未有将布朗运动加密的TTCM编码技术用于接入网物理层的方案，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，中提出了将Turbo码与混沌技术融合用于OFDM-PON系统，达到了保证安全性和提升系统鲁棒性的效果，但由于Turbo编码和译码过程均基于比特数据，编码效率低，在接入网的高数据速率环境下，引入的处理时延相对较大，带宽利用率低。在[Chenglong Zhou,Wei Hu,Lin Wang,and Guanrong Chen,“Turbo Trellis-codedDifferential Chaotic Modulation[J]”.IEEE Transactions on Circuits and SystemsII:Express Briefs,]中提出了一种基于Turbo网格编码的差分混沌调制方法，但由于其研究背景为无线信道，为了解决瑞利衰落信道或者高斯噪声信道中噪声影响，每一个符号周期中有1/2不携带信息，而光纤信道中主要是色散和非线性的影响，不能直接借鉴。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]中提出了一种基于布朗运动的混沌扰乱方法，通过两次扰乱，起到了很好的加密效果，但这种方法会对标准的QAM星座图进行扰乱，可能会对系统传输性能提出挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种接入网的信息保密传输方法，融合了信道编码与加密技术，从而解决无源光网络中信息不安全以及信息加密后信道传输性能降低的问题。

为实现上述发明目的，本发明一种接入网的信息保密传输方法，其特征在于，包括以下步骤：