[发明专利]基于细胞神经网络的OFDM-PON系统的加密及解密方法

权利要求书

1.基于细胞神经网络的OFDM-PON系统的加密方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建细胞神经网络的动态密钥集合，对输入的数字信号求和取模运算，将得到的值作为细胞神经网络动态密钥集合的索引值；

S2、通过索引值确定细胞神经网络的初始值，以此生成相应的混沌序列作为OFDM-PON系统的同步序列；

S3、利用细胞神经网络生成的混沌序列与索引值对原始数据进行抗选择明文攻击加密，经过OFDM调制及电光调制转换后进入光纤传输；

所述步骤S1中的构建细胞神经网络的动态密钥集合，包括：选取细胞神经网络的初始值作为密钥，将多个初始值构建为一个密钥集合，每次随机抽取一个密钥生成相应的混沌序列对信号进行加密

所述步骤S1中的对输入的数字信号求和取模运算，包括：将输入的比特序列以四位为一组转换为十进制数进行求和，然后取模n运算，其中n为动态密钥集合中的密钥数量；

所述步骤S3中的抗选择明文攻击加密，包括：

将输入的数字信号以每四位一组转换为十进制数，加密具体过程如下：

S(1)＝mod(P(1)+V²+C(1),16)

S(i)＝mod(P(i)+S(i-1)+C(i),16)(i＝2,...,N)

其中，S为密文，P为明文，C为细胞神经网络静态密钥生成的混沌序列，V为动态密钥集合的索引值，N为输入信号的序列长度，i同时是明文、密文和混沌序列的索引值；

首先将索引值加入到第一位密文的生成，来增强密文的动态特性，之后利用上一个密文值与当前明文值、混沌值求和取模运算将明文的动态特性扩散到整个密文中。

2.根据权利要求1所述的基于细胞神经网络的OFDM-PON系统的加密方法，其特征在于，所述步骤S2中的索引值由输入的数字信号决定。

3.基于细胞神经网络的OFDM-PON系统的解密方法，对应于如权利要求1-2任一项所述的加密方法，其特征在于，所述解密方法包括：

S4、在接收端转换为电信号后，利用动态密钥生成的混沌序列对信号进行同步；

S5、经过正确同步后确定动态密钥集合的索引值，利用索引值和混沌序列对加密信号解密恢复出原信号。

4.根据权利要求3所述的解密方法，其特征在于，所述步骤S4中的利用动态密钥生成的混沌序列对信号进行同步，包括：将动态密钥集合中的所有值生成相应的混沌序列，与接收端的信号分别作相关运算，取相关性最强的混沌序列作为同步序列并对信号进行同步。

5.根据权利要求4所述的解密方法，其特征在于，所述步骤S5中的确定动态密钥集合的索引值，包括：取出与信号进行同步的混沌序列，并根据混沌序列初始值在动态密钥集合中的位置来确定索引值。

6.根据权利要求5所述的解密方法，其特征在于，所述步骤S5中的利用索引值和混沌序列对加密信号解密，包括：

P(i)＝mod(S(i)-S(i-1)-C(i),16)(i＝N,...,2)

P(1)＝mod(S(1)-V²-C(1),16)

其中，S为密文，P为明文，C为细胞神经网络静态密钥生成的混沌序列，V为动态密钥集合的索引值，N为输入信号的序列长度，i同时是明文、密文和混沌序列的索引值；

首先从密文的末端开始，利用当前的密文与前一个密文、当前的混沌值求差取模运算，逐步迭代恢复出明文，之后利用索引值和第一位混沌值求出第一位明文值，得到原信号。