[发明专利]一种基于四维忆阻条件对称混沌系统和忆阻神经网络的加密光传输方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于四维忆阻条件对称混沌系统和忆阻神经网络的加密光传输方法及系统，属于光传输技术领域，包括：获取原始序列；通过logistic混沌模型产生logistic混沌序列，用logistic混沌序列选取通过四维忆阻条件对称混沌系统预组建的密钥空间库中的某个混沌序列或吸引子；将原始序列和选取的混沌序列或吸引子输入忆阻神经网络中进行异或加密，得到加密数据，对加密数据进行调制后送入信道进行传输；对接收到的加密数据进行解调和解密，完成光传输；实现对数据的多层加密，提升光传输的安全性能，解决现有技术中较少考虑传输安全性的缺陷；进一步降低整体的复杂度，非常适用于OFDM‑PON场景。

技术领域

本发明涉及一种基于四维忆阻条件对称混沌系统和忆阻神经网络的加密光传输方法及系统，属于光传输技术领域。

背景技术

自20世纪60年代光纤通信技术发明以来，由于光纤通信其独特的特点，光纤通信技术成为目前唯一可以支持全球通信的通信系统，并且发展迅速；在现如今的通信网络中，光纤通信已经成为必不可少的一部分，随着人们对美好生活的追求，人们对数据服务的要求也越来越高，对信息传输的安全性又提出了更高的要求；然而，最近的研究表明，随着近些年通信技术的不断提升，5G技术逐渐商用，多种多媒体技术的不断发展，人们对数据服务的要求已超出现如今信息技术更新的步伐，人们对于下一代通信容量的需求已经达到比特以上，但是对于下一代通信标准的技术升级路线，目前仍然是一个开放性的问题；同时，由于数据数量的不断增加，数据的安全性也成为系统优化中必不可缺少的一部分。

近年来，通信技术不断更新，数据容量不断扩大，其安全性也日益突出。因此，对数据的安全保密技术在光通信领域受到了特别的关注；为了应对光接入网中快速增长的带宽和容量需求，无源光网络(PON)被视为最有前景的接入方案；其中，基于正交频分复用(OFDM)的PON更具有优点，其频谱效率更高，强色散容忍能力更强，对星座的调制更具有扩展性，商用的成本也更低。

对于数据安全性的保护，越来越多的学者使用神经网络或者混沌模型的加密方式来解决，传统的神经网络电路存在着局限性，其电路断电后，神经网络的电路权重会自动消失，因此，传统的神经网络电路对新模式，新数据具有不适应性。

目前绝大部分关于OFDM-PON系统的研究中，通过先进编码调制与高性能算法提升系统传输容量与信号传输质量，但是由于其数据量传输较大很少考虑了系统的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于四维忆阻条件对称混沌系统和忆阻神经网络的加密光传输方法及系统，实现对数据的多层加密，提供更快的信息处理功能，提升光传输的安全性能，解决现有技术中较少考虑传输安全性的缺陷；且由于忆阻神经网络的异或功能结构简单，进一步降低整体的复杂度，更适用于OFDM-PON场景。

为实现以上目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种基于四维忆阻条件对称混沌系统和忆阻神经网络的加密光传输方法，包括：

获取原始序列；

通过logistic混沌模型产生logistic混沌序列，用logistic混沌序列选取通过四维忆阻条件对称混沌系统预组建的密钥空间库中的某个混沌序列或吸引子；

将原始序列和选取的混沌序列或吸引子输入忆阻神经网络中进行异或加密，得到加密数据，对加密数据进行调制后送入信道进行传输；

对接收到的加密数据进行解调和解密，完成光传输。

结合第一方面，进一步的，所述四维忆阻条件对称混沌系统的表达式为：

其中，x、y、z、u都是自变量，a、d、c、b都是常数，W(u)是磁通控制模块。

结合第一方面，进一步的，通过logistic混沌模型产生logistic混沌序列，包括：