[发明专利]一种安全增强的光传输系统

说明书

本发明提供了一种安全增强的光传输系统，包括加密模块、可重构编码模块、解密模块、可重构解码模块，可重构编码模块包括可重构光编码器和发射端的码字管控模块，可重构解码模块包括可重构光解码器和接收端的码字管控模块；加密模块用于采用加密算法进行数据加密，转化为密文数据；可重构光编码器用于进行物理层的动态光加密；发送端的码字管控模块用于产生可变码字参数，控制可重构光编码器进行码字变换。本发明的有益效果是:本发明既克服了光传输系统仅仅采用固定光编码或动态可重构编码的安全隐患，也克服了采用固定光编码加密与数据加密的安全隐患，从而提高了现有光纤传输系统的安全性。

技术领域

本发明涉及光传输技术领域，尤其涉及一种安全增强的光传输系统。

背景技术

光信息的安全传输要求其通信系统具有好的安全性，应具有抗毁、抗截获、抗攻击、能身份认证和进行隐藏的功能。

传统的光网络安全性采用网络上层协议的数据加密，并假设物理层已提供畅通且无差错的传输。但是，所有基于算法的加密手段都已经被证明是可以破解的。例如，2009年，日本、法国和德国的研究团队破解了768 比特的RSA加密算法。基于物理的“测不准”和“不可分割”原理的量子密码通信具有绝对安全性，但由于受物理机制的限制，目前的量子通信技术仅适合于低速率的信号传输。

光网络物理层安全的主要技术方案有：混沌光通信、光码分多址 (Optical CodeDivision Multiple Access,OCDMA)和量子噪声随机编码(Quantum Noise RandomizedCipher,QNRC)等。OCDMA通信系统具有多种防护功能，可实现光信息的安全传输。1)抗截获，“棱镜门”事件已暴露出了有200多条光缆被窃听，使信息传输安全受到严重威胁。OCDMA 系统基于时频域变换的扩频机理及安全体系，使其具有较强的抗截获的功能。2)抗攻击，面对恶意入侵，OCDMA系统可以采用跳频编码或码字重构等措施，有效避开入侵光信号的影响，保障系统正常运行，从而具有抗攻击能力，确保信息通信的安全。3)身份认证，OCDMA系统对每个用户赋予一个唯一的光域地址码，非授权用户不能获取到系统中所传输其他用户的信号，确保用户只能接收本身的信号，确保信息的可信传输。4)隐匿性，对机密性要求高的信息传输，采用隐匿传输，增加被发现的技术难度，从而增加其安全性。OCDMA系统利用其扩频扩时特性，将所传输的信号变为类噪声，隐匿在常规传输系统中，甚至隐匿于背景噪声中。

然而，随着窃听技术的发展，当只有一个用户信号在传输时，窃听用户可以使用码字拦截策略拦截到对应用户的地址码字，从而破合法用户的解码字信息。因此，OCDMA物理层加密能提高现有光纤通信系统的安全性，但不能保证绝对的安全性，也存在码字被破解的可能。

OCDMA技术本身具备一定的安全性和保密性，但是，在面对一些较具针对性，强有力的窃听策略如能量检测、蛮力搜索、码字拦截、差分检测窃听时，这些基本的安全保障还是不够的。例如，用户数据信息以OOK 调制的OCDMA系统中，窃听者无需知道地址码字信息，仅以编码信号中每个比特能量多少做判决准则即可成功恢复信道中的数据信息。如果采用固定光编码器，当只有一个用户信号在传输时，窃听用户可以使用码字拦截策略拦截到对应用户的地址码字，从而破解合法用户的码字信息。因此，该物理层加密方案不能保证绝对的安全性，也存在码字被破解的可能。

发明内容

本发明提供了一种安全增强的光传输系统，其特征在于：包括加密模块、可重构编码模块、解密模块、可重构解码模块，所述可重构编码模块包括可重构光编码器和发射端的码字管控模块，所述可重构解码模块包括可重构光解码器和接收端的码字管控模块；

所述加密模块用于采用加密算法进行数据加密，转化为密文数据；

所述可重构光编码器用于进行物理层的动态光加密；

所述发送端的码字管控模块用于产生可变码字参数，控制可重构光编码器进行码字变换；