基于空间激光通信光混沌保密系统理论和方法的研究

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1、分类号学号M201072219学校代码10487密级硕士学位论文基于空间激光通信的光混沌保密系统理论与方法研究学位申请人：于志良学科专业：信息安全指导教师：胡汉平教授答辩日期：2013年2月18日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceinEngineeringResearchonTheoriesandMethodsforOpticalChaoticSystemsBasedonSpatialLaserCommunicationCandidate:YuZhiliangM

2、ajor:InformationSecuritySupervisor:Prof.HuHanpingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaFebruary,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全

3、了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要混沌理论作为一门重大的科学理论，自产生以来便成为了一个研究热点。激光混沌由于其高带宽、低衰减、高速率、不可预测性和高复杂性等优点，成为了激光保密通信的理想载波。空间激光通信由于具

4、有光束窄、方向性好、成本低、功耗小、组网方便等优点成为未来无线通信的发展趋势。目前，空间激光保密通信是基于密码技术的，然而基于密码技术的通信由于混淆和扩散的安全性准则和电子器件带宽的限制，其存在抗干扰能力较差，加解密速度低等瓶颈问题；基于激光混沌的保密通信，由于混沌同步技术所具有的鲁棒、扩频等特性以及光器件所具有的频率高、低衰减、高带宽等优势，其抗干扰能力和传输速率得到显著提高。光电反馈混沌系统由于对光相位的变化不敏感因而更易于实验上的实现，本文研究了光电反馈混沌系统影响其产生的可控参数，进而在理论上讨论了脉冲作用下的同步情况。基于光电调制器的外部光电反馈混沌系统由于其产生的混沌维数高，可

5、利用现有光纤通信中的器件组建等优点成为了混沌保密通信方面最有前途的混沌发生器，但是该系统容易受到参数重构的攻击，因此增加系统的安全性成为了要解决的问题。本文在基于光电调制器外部光电反馈混沌系统的基础上提出了变参数的光电反馈混沌系统，从实验的角度分析了其安全性能和抗攻击性能。并在此基础上，本文讨论了空间激光通信信道干扰中的问题，研究了改进的混沌键控方案在空间激光通信中的稳定性问题。关键词：激光混沌、保密通信、空间激光I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTChaostheory,asamajorscientifictheory,hasbecomeahotresearchtopicsince

6、itsinception.Chaoticlaserswithhighbandwidth,lowattenuation,high-speed,unpredictabilityandhighcomplexity,etc.,becometheidealcarrieroflaserconfidentialcommunication.Spacelasercommunicationhaveadvantageswiththebeamnarrower,betterdirection,lowercost,lowerpowerconsumptionandtheconvenientforsetupnetwork

7、;anditbecomethetrendofthefuturedevelopmentofwirelesscommunication.Currently,spacelaserconfidentialcommunicationisbasedoncryptographictechniques.However,cryptographictechnology-basedcommunicationduetotheconfusion,