基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法及系统，属于安全光通信技术领域。包括：发送端将混沌信号作为电光调制器偏置点控制的导频信号，实现将混沌信号嵌入至发送信号，得到数字水印信号；其中，所述电光调制器用于将所述发送信号调制到光载波上；发送端将所述数字水印信号发送至接收端，接收端将接收的信号和所述混沌信号进行相关性检测，得到所述数字水印信号中的水印序列。本发明专利技术能够在不影响光通信系统复杂度的情况下，实现水印序列信息的嵌入，仅利用简单的相关性检测就能够实现水印的检测，实现设备的认证，具有鲁棒性更强和长期稳定性的优势，也为光通信物理层身份认证提供了新思路。光通信物理层身份认证提供了新思路。光通信物理层身份认证提供了新思路。

【技术实现步骤摘要】
基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法及系统


[0001]本专利技术属于安全光通信
，更具体地，涉及一种基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法及系统。

技术介绍

[0002]光通信系统在当前社会中有广泛应用，光通信系统中的安全性问题不可忽视。诸如物理层设备攻击、身份欺骗、通信窃听、通信拦截等各种问题均会发生在光通信系统中。为此，信息安全技术、密钥安全技术、身份安全技术等技术被提出用于提高光通信系统的安全性。
[0003]与传统的上层安全算法和协议相比，处于物理层的身份认证技术具有一些独特的优势，比如：物理层安全机制能够在“信号层面”解决通信安全问题，是传统安全机制的有效补充；以及物理层安全机制较传统安全机制具有较小的计算开销、能量开销，更适用于低功耗的光网络等。
[0004]现有技术中，光网络物理层安全机制中一般采用指纹识别技术，但是指纹识别技术需通过神经网络进行识别，存在指纹识别的特征不明显带来的方法复杂度较高，且长期稳定性较差的问题，难以在实际场景中应用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法及系统，其目的在于解决光网络物理层安全中传统指纹识别方法的识别特征不明显，及长期稳定性差的问题。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，包括：
[0007]发送端将混沌信号d(t)作为电光调制器偏置点控制的导频信号，实现将混沌信号嵌入至发送信号，得到数字水印信号；其中，所述电光调制器用于将所述发送信号调制到光载波上；
[0008]发送端将所述数字水印信号发送至接收端；
[0009]接收端将接收的信号E
out
(t)和所述混沌信号d(t)进行相关性检测，得到所述数字水印信号中的水印序列。
[0010]进一步地，还包括步骤：
[0011]控制所述混沌信号d(t)的正负以实现对所述水印序列正负的判断。
[0012]进一步地，通过预先生成一个随机序列，根据所述随机序列的正负控制所述混沌信号d(t)的正负。
[0013]进一步地，所述接收的信号E
out
(t)为：
[0014][0015]其中，表示光载波，E0、ω0和分别表示光载波的强度、频率及相位，V
bias
为偏置电压，V
π
为半波电压，V
s
(t)为发送信号。
[0016]进一步地，还包括步骤：产生所述混沌信号d(t)。
[0017]按照本专利技术的第二方面，提供了一种基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，用于发送端，包括：
[0018]将混沌信号d(t)作为电光调制器偏置点控制的导频信号，实现将混沌信号嵌入至发送信号，得到数字水印信号；其中，所述电光调制器用于将所述发送信号调制到光载波上；
[0019]将所述数字水印信号发送至接收端，使接收端接收的信号E
out
(t)和所述混沌信号d(t)进行相关性检测，得到所述数字水印信号中的水印序列。
[0020]按照本专利技术的第三方面，提供了一种基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，用于接收端，包括：
[0021]将接收的信号E
out
(t)和混沌信号d(t)进行相关性检测，得到数字水印信号中的水印序列；
[0022]其中，所述接收的信号E
out
(t)来自于发送端的数字水印信号，所述数字水印信号通过下述方式获得：
[0023]使所述混沌信号d(t)作为电光调制器偏置点控制的导频信号，实现将所述混沌信号嵌入至发送信号中，得到所述数字水印信号；其中，所述电光调制器用于将所述发送信号调制到光载波上。
[0024]按照本专利技术的第四方面，提供了一种基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输系统，包括发送端和接收端：
[0025]所述发送端用于将混沌信号d(t)作为电光调制器偏置点控制的导频信号，实现将混沌信号嵌入至发送信号，得到数字水印信号；其中，所述电光调制器用于将所述发送信号调制到光载波上；
[0026]所述发送端还用于将所述数字水印信号发送至接收端；
[0027]所述接收端用于将接收的信号E
out
(t)和所述混沌信号d(t)进行相关性检测，得到所述数字水印信号中的水印序列。
[0028]进一步地，还包括控制模块；
[0029]所述控制模块用于控制所述混沌信号d(t)的正负以实现对所述水印序列正负的判断。
[0030]按照本专利技术的第五方面，提供了一种身份认证方法，包括：采用基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法获得水印序列；
[0031]将所述水印序列作为秘钥，实现对信号发送设备的身份认证；
[0032]其中，所述基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法为第一方面任意一项所述的方法，或第二方面所述的方法，或第三方面所述的方法。
[0033]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0034](1)本专利技术的基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，利用混沌信号具有的随机性，将混沌信号嵌入发送信号中，形成数字水印信号，该数字水印信号中包含了混沌信号中的水印序列信息，经过信道传输，在接收端对接收的信号和混沌信号进行相关性
检测，根据两个信号的相关度判断是否存在水印序列，以用于验证发送设备的身份。相比现有技术中指纹识别方法需要识别硬件自身的微小差异，需要利用神经网络进行识别存在指纹识别的特征不明显带来的方法复杂度较高，且长期稳定性较差的问题，本专利技术的方法，采用水印信息嵌入的方式，直接利用混沌信号的水印序列信息，通过相关性检测这种较为简单的方式在接收端进行身份认证，大大降低了方案的复杂度，降低了接收方的识别难度，同时水印序列具有鲁棒性更强和长期稳定性的特点。
[0035]同时，本专利技术在实现将混沌信号嵌入发送信号的过程中，利用了光通信系统中必须要进行的电光调制器偏置点控制，将混沌信号作为电光调制器偏置点控制的导频信号，在不增加系统复杂度的同时实现了混沌信号嵌入发送信号。
[0036](2)与基于密码机制的身份认证方法相比，本专利技术在光通信物理层中提供了一种无需密码的身份认证方法，具有一定的先进性和有效性，为光通信的安全保障提供了新思路。
[0037]总而言之，本专利技术的方法首次在光通信系统中实现了添加水印及身份认证，通过将混沌信号嵌入发送信号中实现水印序列信息的嵌入以实现对合法发送方的身份认证，可以大大提高光通信过程中的安全性。
附图说明
[0038]图1为本专利技术提供的基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法的流程示意图之一；
[0039]图2为本专利技术提供的基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法的流程示意图之二；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，其特征在于，包括：发送端将混沌信号d(t)作为电光调制器偏置点控制的导频信号，实现将混沌信号嵌入至发送信号，得到数字水印信号；其中，所述电光调制器用于将所述发送信号调制到光载波上；发送端将所述数字水印信号发送至接收端；接收端将接收的信号E
out
(t)和所述混沌信号d(t)进行相关性检测，得到所述数字水印信号中的水印序列。2.根据权利要求1所述的基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，其特征在于，还包括步骤：控制所述混沌信号d(t)的正负以实现对所述水印序列正负的判断。3.根据权利要求2所述的基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，其特征在于，通过预先生成一个随机序列，根据所述随机序列的正负控制所述混沌信号d(t)的正负。4.根据权利要求1所述的基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，其特征在于，所述接收的信号E
out
(t)为：其中，表示光载波，E0、ω0和分别表示光载波的强度、频率及相位，V
bias
为偏置电压，V
π
为半波电压，V
s
(t)为发送信号。5.根据权利要求1所述的基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，其特征在于，还包括步骤：产生所述混沌信号d(t)。6.一种基于混沌序列导频的电光调制数字水印传输方法，用于发送端，其特征在于，包括：将混沌信号d(t)作为电光调制器偏置点控制的导频信号，实现将混沌信号嵌入至发送信号，得到数字水印信号；其中，所述电光调制器用于将所述发送信号调制到光载波上；将所述数字水印信号发送至接收端，使接收端接收的信号E
out
(t)和所述混...

【专利技术属性】
技术研发人员：程孟凡，黄丹明，祝威，邓磊，杨奇，刘德明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：