基于混沌同步的安全密钥分发技术研究

论文摘要

随着信息通信技术的发展,信息保密性越来越受到人们的重视,保障和提升信息的系统安全性已经成为世界各国关心的重要战略问题。在保密通信系统中,安全有效地为通信双方分发共享密钥是保障信息安全性的关键,因此成为了保密通信领域的热点研究之一。现阶段,大部分的密钥分发主要基于确定性算法,这会使得产生的密钥具有伪随机性,而且随着高速计算机技术的发展,基于算法的密钥分发技术的安全性受到严峻挑战。另一方面,具有理论绝对安全的量子密钥分发技术,也因为密钥速率较低(目前仅为Mbps量级)、传输距离不宜太远、器件要求高等原因,面临诸多亟待解决的应用问题。因此,探索研究高安全性、高速率、易实现的密钥分发方法具有重要的理论和实际应用价值。本文立足密钥分发的前沿研究态势,将激光混沌同步和物理随机数产生技术结合,开展了基于混沌同步的高速密钥分发方法研究,提出了密钥分发方案,并研究了各方案的可行性和性能。具体研究工作如下:首先,介绍了半导体激光器的理论模型,研究了激光混沌同步的同步机理及同步条件,并构建了基于激光混沌半导体激光器的密钥分发理论模型。其次,提出了两种基于交错停走算法和动态混沌同步的安全密钥分发方案。通过交换随机控制参数(一种方案是通过随机控制参数来动态改变注入强度,另一种方案则是通过随机控制参数来动态改变本地外腔半导体激光器的反馈延时),通信双方辨别出具有相同控制参数的时隙,在这些时隙中,通信双方本地混沌激光高度同步。基于此,通过对称后处理技术,通信双方能够独立地产生相同二进制序列,并将其作为种子密钥;然后通过迭代交错停走算法来扩展种子密钥的速率,最终实现高速率的密钥分发。仿真结果表明:通信双方能够实现高质量的动态混沌同步,并且能够实现速率远高于种子密钥的随机密钥分发,最终密钥的速率能够提高为种子密钥速率的21倍。在改进方案中,通过延时操作来改变迭代交错停走算法的控制序列,仿真结果表明,最终密钥的速率能够提高为种子密钥速率的98倍。最后,提出了基于并联半导体激光器混沌同步系统的安全密钥分发方案,通过使用并联半导体激光器的结构实现混沌同步,然后通过对称后处理技术完成密钥分发。在该方案的基础上,提出了优化方案,基于相位调制并联半导体激光器系统的混沌安全密钥分发方案,即在外腔半导体激光器的外腔反馈中加入相位调制器。仿真结果表明:通信双方能够实现高质量的混沌同步,高速率的密钥分发。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 赵晓燕

导师: 江宁

关键词: 保密通信,混沌同步,密钥分发,激光混沌,半导体激光器

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 电子科技大学

分类号: TN918.4;O415.5

总页数: 71

文件大小: 4568K

下载量: 88

相关论文文献

• [1].基于单向注入垂直腔面发射激光器系统的密钥分发[J]. 物理学报 2018(20)
• [2].一种分布式的容侵会议密钥分发方案[J]. 扬州大学学报(自然科学版) 2008(02)
• [3].基于访问结构上秘密共享的自治愈群组密钥分发方案[J]. 计算机科学 2009(11)
• [4].一种新的会议密钥分发方案[J]. 扬州大学学报(自然科学版) 2009(04)
• [5].基于W态的量子确定性密钥分发方案[J]. 量子电子学报 2014(06)
• [6].抗内部人攻击的安全组密钥分发协议[J]. 计算机工程与应用 2014(06)
• [7].基于Shamir方法的密钥分发与保护机制研究[J]. 电子技术与软件工程 2014(05)
• [8].基于超晶格PUF孪生子的公共信道远距离密钥分发实验验证（英文）[J]. Science Bulletin 2020(11)
• [9].基于GHZ态纠缠交换的量子确定性密钥分发方案[J]. 量子电子学报 2015(01)
• [10].适用于混沌密钥分发的新误码协调方法[J]. 中国科技论文 2015(14)
• [11].MBMS密钥分发过程研究[J]. 通信技术 2008(06)
• [12].一种高效的Long-Lived Self-Healing密钥分发机制[J]. 软件学报 2009(02)
• [13].一个安全的基于身份的密钥分发解决方案[J]. 计算机系统应用 2009(04)
• [14].光通信物理层密钥分发后处理技术研究[J]. 电力信息与通信技术 2020(10)
• [15].群组密码的对等VPN系统及多播密钥分发协议[J]. 软件学报 2019(09)
• [16].国外影片密钥分发机制[J]. 现代电影技术 2016(01)
• [17].一个高效的具有多级撤消能力的自愈密钥分发新方案[J]. 武汉大学学报(理学版) 2008(05)
• [18].基于光纤信道特征的物理层密钥分发技术[J]. 光通信技术 2019(11)
• [19].基于分光器的QKD系统密钥分发效率研究[J]. 军事通信技术 2017(01)
• [20].密钥协商协议进展[J]. 计算机科学 2008(09)
• [21].Ad Hoc网络密钥分发效率对比及OPNET仿真[J]. 通信技术 2010(04)
• [22].基于增强型双向散列链的自愈组密钥分发方案[J]. 计算机应用研究 2012(09)
• [23].小议量子光通信[J]. 中国新通信 2018(02)
• [24].经典物理层高速密钥分发研究进展[J]. 应用科学学报 2020(04)
• [25].基于GHZ态和Bell态纠缠的三方QDKD方案[J]. 火力与指挥控制 2015(09)
• [26].基于M-Z干涉仪型的多用户QKD网络规划与密钥分发研究[J]. 广东通信技术 2015(06)
• [27].一种前向安全的基于身份的非交互密钥分发协议[J]. 信息工程大学学报 2014(04)
• [28].利用保密增强实现基于混沌激光同步的安全密钥分发[J]. 中国科技论文 2016(14)
• [29].一种企业级的密钥管理与分发系统的设计[J]. 计算机与信息技术 2009(09)
• [30].基于密钥分发和密文抽样的云数据确定性删除方案[J]. 计算机应用 2018(01)

标签：保密通信论文;  混沌同步论文;  密钥分发论文;  激光混沌论文;  半导体激光器论文;