一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统技术方案

本发明专利技术基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统：发送端包括j路结构：信号发生器连接映射器，映射器连接两椭圆曲线加密器，两加密器之间连接公钥接收器，加密器通过乘法器连接加法器，加法器连接串并变换器；串并变换器N个端口连接IFFT，IFFT j

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统


[0001]本专利技术属于5G网络中保密通信与信息安全
，具体涉及一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统。

技术介绍

[0002]5G是第5代移动通信技术，它充分利用了频带资源，其用到的正交频分复用(OFDM)是一种利用互相正交的多子载波技术，首先将信息进行正交幅度调制(M
‑
QAM)或者相移键控(M
‑
PSK)调制，再调制到各个子载波上，将信号映射成复数符号，利用逆向快速傅里叶变换(IFFT)将信号变成时域信号，加上导频以及循环前缀，再通过数模转换及上变频，利用5G天线发射信号。在接收端，通过下变频，以及去掉导频以及循环前缀，利用快速傅里叶变换(FFT)，将接收的信息转换成频域信息，再利用相干解调以及映射关系，解调出原始信息，其优点是能消除多径效应带来的符号间干扰。但在现有技术中，还存在着通信安全问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统。本专利技术的创新之处在于，利用椭圆曲线的算法生成公开秘钥，对QAM调制产生的符号进行非对称加密，利用逆向快速傅里叶变换(IFFT)将信号调制到各个子载波上，叠加变成时域信号，通过导入前缀、数模变换、然后滤波并进行上变频，通过5G发射天线发射出去。这样，攻击者在没有私钥的情况下，就不能直接恢复信息。在接收端，下变频、滤波、及模数转换和去掉循环前缀，利用快速傅里叶变换(FFT)，将接收的信息转换成频域信息，再利用相干解调，恢复加密的符号，然后利用椭圆曲线算法中的私钥，恢复出QAM调制所产生的符号，再通过映射关系，解调出传输的信息。
[0004]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0005]一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统，包括：
[0006]发送端，包括j路结构，每路结构如下：信号发生器与第一映射器相连，第一映射器连接两个椭圆曲线加密器，两个椭圆曲线加密器之间连接椭圆曲线公钥接收器，每个椭圆曲线加密器各通过一个第一乘法器后连接加法器，加法器连接第一串并变换器，第一串并变换器通过N个端口连接到IFFT变换器，IFFT变换器j
×
N个输出端口连接第一并串变换器，第一并串变换器依次通过循环前缀导入器、数模变换器、第一滤波器、上变频器后连接5G发射天线，5G发射天线将信号发射出去；
[0007]接收端的5G接收天线接收信号；5G接收天线依次通过下变频器、第二滤波器、模数变换器、去导频循环前缀器连接第二串并变换器，第二串并变换器j
×
N个输出端口连接FFT变换器，FFT变换器连接j路结构，每路结构如下：FFT变换器N个端口连接到第二并串变换器，第二并串变换器连接两个第二乘法器，两个乘法器分别依次通过一个积分器、一个解密器后连接第二映射器，两个解密器之间连接有椭圆曲线公钥与私钥发生器。
[0008]作为优选方案，公钥秘钥发生器产生的公钥与私钥由对应的椭圆曲线在有限域内
通过相应的算法产生，接收端将公钥发送给发送端，发送端利用公钥对信息进行加密，接收端利用私钥进行解密。
[0009]作为优选方案，在发送端，j路信号发生器产生信息序列mj传输到相应的映射器，根据格雷码的映射规则，将各种比特组合映射成x
j
,y
j
两个符号数据。
[0010]作为优选方案，在发送端，j路公钥接收器接收的公钥通过两个椭圆曲线加密器分别对符号x
j
,y
j
加密，得到加密后的新符号x
′
j
,y
′
j
，这样实现了信息的加密。
[0011]作为优选方案，在发送端，所述的输出符号x
′
j
,y
′
j
分边乘以cosωt和
‑
sinωt，然后通过加法器相加，产生复数符号x
′
j
+iy
′
j
，完成加密的正交幅度调制(QAM)，再加上导频训练序列。这样发送端将被传输的数字信号转换成子载波幅度的映射。
[0012]作为优选方案，在发送端，形成的复数符号序列，通过第一串并转换器将串行的符号序列转换为并行符号流；利用IFFT变换器，进行快速傅里叶变换逆变换，将频域的符号变到时域上。每N个经过串并转换的符号被不同的子载波调制。
[0013]作为优选方案，在发送端，IFFT变换器输出的时域符号，通过第一并串变换器，转换成串行信号，通过循环前缀导入器、数模变换器、第一滤波器、上变频器，再通过5G发射天线将信号发送出去。
[0014]作为优选方案，在接收端，第一5G接收天线将信号接收后，依次通过第一下变频器、第二滤波器、第一模数变换器、第一去导频循环前缀器后，利用第二串并变换器，将串行符号转换成并行符号。
[0015]作为优选方案，在接收端，FFT变换器输出的频域符号，通过j个第二并串变换器，转换成j路串行符号(每一路N个符号)。每一路串行符号分成两路，分别乘以cosωt和
‑
sinωt，并利用相应的积分器在一个周期内进行积分，第一路得到x
′1,y
′1；
…
；第j路得到x
′
j
,y
′
j
，再减去导频训练序列。
[0016]作为优选方案，在接收端，利用椭圆曲线公钥私钥发生器产生的私钥，在解密器内进行运算，将符号x
′
j
,y
′
j
进行解密，得到x
j
,y
j
。
[0017]作为优选方案，在接收端，通过第二映射器将x
j
,y
j
还原相应的原始信息mj。
[0018]本专利技术一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统原理与过程为：公钥秘钥发生器利用椭圆曲线产生有限域。例如：利用椭圆Y2＝X3+X2+1(modp)(p为素数)产生有限域，给定一个私钥d，有限域上一点G，通过椭圆曲线有限域的点四则运算规则，产生公钥Q＝dG，这是很容易得到的，但有了公钥Q，反过来得到私钥d，计算需要超长时间。因此，这种加密是安全的。接收端将对应的椭圆曲线在有限域内通过相应的算法产生公钥发送给发送端，发送端利用公钥对信息进行加密，接收端利用私钥进行解密。在发送端，第1信号发生器产生信息序列m1传输到第1映射器，根据格雷码的映射规则，将各种比特组合映射成x1,y1两个符号数据，
…
，第j信息发生器产生信息序列mj传输到第j映射器，根据格雷码的映射规则，将各种比特组合映射成x
j
,y
j
两个符号数据。第1公钥接收器接收的公钥通过第1、第2椭圆曲线加密器分别对符号x1,y1加密，得到加密后的新的符号x本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统，其特征在于，包括：发送端，包括j路结构，每路结构如下：信号发生器与第一映射器相连，第一映射器连接两个椭圆曲线加密器，两个椭圆曲线加密器之间连接椭圆曲线公钥接收器，每个椭圆曲线加密器各通过一个第一乘法器后连接加法器，加法器连接第一串并变换器，第一串并变换器通过N个端口连接到IFFT变换器，IFFT变换器j
×
N个输出端口连接第一并串变换器，第一并串变换器依次通过循环前缀导入器、数模变换器、第一滤波器、上变频器后连接5G发射天线，5G发射天线将信号发射出去；接收端的5G接收天线接收信号；5G接收天线依次通过下变频器、第二滤波器、模数变换器、去导频循环前缀器连接第二串并变换器，第二串并变换器j
×
N个输出端口连接FFT变换器，FFT变换器连接j路结构，每路结构如下：FFT变换器N个端口连接到第二并串变换器，第二并串变换器连接两个第二乘法器，两个乘法器分别依次通过一个积分器、一个解密器后连接第二映射器，两个解密器之间连接有椭圆曲线公钥私钥发生器。2.根据权利要求1所述的一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统，其特征在于，公钥私钥发生器利用椭圆Y2＝X3+X2+1(modp)产生有限域，给定一个私钥，通过椭圆曲线有限域的点加减乘除运算，产生公钥；接收端将对应的椭圆曲线在有限域内通过相应算法产生公钥发送给发送端，发送端利用公钥对信息进行加密，接收端利用私钥进行解密，p为素数。3.根据权利要求2所述的一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统，其特征在于，在发送端，j路信号发生器产生信息序列mj传输到相应的映射器，根据格雷码的映射规则，将各种比特组合映射成x
j
,y
j
两个符号数据。4.根据权利要求3所述的一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统，其特征在于，在发送端，j路公钥接收器接收的公钥通过两个椭圆曲线加密器分别对符号x
j
,y
j
加密，得到加密后的新符号x
′
j
,y
′
j
，以实现信息的加密。5.根据权利要求4所述的一种基于5G网络的非对称椭圆曲线加密的安全通信系统，其特征在于，在发送端，输出符号x
′
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李齐良，白皓若，肖涛，胡淼，唐向宏，曾然，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：