一、Secure Communication System Based on Chaos in Optical Fibre（论文文献综述）
任建新[1]（2021）在《基于概率成形的新型编码调制关键技术研究》文中研究指明全球互联网数据量遵循着每年约60%的增长速率迅速增长,而近些年来光纤通信系统传输容量的增速却从超摩尔定律的78%降至20%,缓慢的增速已远远不能满足急剧增长的传输容量需求,光纤通信系统面临严重的“容量危机”。在有限带宽资源下,编码调制技术通过高阶调制与可靠编码能够有效提升信道频谱效率,而基于概率成形的新型编码调制通过降低高能量星座点发射概率、增加低能量星座点发射概率,能够实现对均匀调制星座的概率分布优化,提升调制格式与传输信道的匹配度,成为改善光纤通信系统传输性能、逼近信道容量极限的有效手段。本论文在研究光纤通信系统中的编码调制理论基础上,针对如何低复杂度产生非均匀分布概率成形信号、如何进一步提升星座成形增益、如何实现概率成形机制安全性能的同步提升三个关键科学问题,重点研究了非均匀分布概率成形信号的产生方法、星座几何概率混合成形技术、以及基于混沌加密的概率成形安全机制。本论文的主要研究工作与创新点如下:1.非均匀分布概率成形信号的产生方法a)提出了基于符号分类的多子集分区映射概率成形信号产生方法,该方法通过将原始数据分类为携带不同比特数的多个符号子集,将子集中具有不同概率的符号映射到星座的不同区域,使得具有较高概率的符号映射到内部,具有较低概率的符号映射到外部,从而有效降低信号平均功率并改善系统误码率性能,该方法不仅具有低实现复杂度优势,还能够实现不同阶数的调制格式以获得灵活的信息熵,实验结果表明,所产生的PS-CAP-12信号比传统CAP-16信号获得了 2 dB的接收灵敏度增益;b)提出了基于霍夫曼编码的比特交织多载波概率成形信号产生方法,该方法通过霍夫曼编码映射与二进制信息比特交织,结合基于传统滤波器组多分支多载波概念的广义频分复用技术,实现了更低峰均功率比、超低带外辐射,并且对频率偏移和相位噪声不敏感的多载波概率成形信号产生,仿真结果表明,该方法具有更好的信号传输性能,能够支撑更高传输速率、更远传输距离。2.星座几何概率混合成形技术a)提出了基于类蜂巢型判决区域设计的二维星座混合成形方案,该方案以星座增益指数最大化为目标,通过增加星形星座中不同幅度圆环的数目,降低每个圆环上的星座点数,使得大部分星座点内缩,并引入概率成形技术优化星形星座中星座点的概率分布,基于星型星座几何结构设计与概率成形的结合,实现了星座平均功率的降低和星座增益指数的提升,实验结果表明,所提出的PS star-CAP-16较传统PS star-CAP-16获得了 1.5 dB的接收灵敏度增益;b)提出了基于正四面体基元设计的三维星座混合成形方案,该方案基于两种星座成形技术在三维星座空间上的结合作用,通过三维空间中以正四面体为基元的拓扑设计,充分发挥了高维空间星座几何概率优化潜力,使得在最小欧氏距离固定的条件下,实现了星座点尽可能的内向聚集与星座平均能量的降低,实验结果表明,所提出的3D-PS-CAP-16较传统3D-PS-CAP-16获得了 1.0 dB的接收灵敏度增益。3.基于混沌加密的概率成形安全机制a)提出了基于两级球形星座掩蔽的3D-CAP-PON系统,该系统基于蔡氏电路映射、一维Logistic映射两种混沌模型,分别实现了三维星座的旋转掩蔽与伸缩掩蔽,掩蔽后的星座呈一定厚壁的空心圆球状,这种多维多级多混沌星座掩蔽方法为星座掩蔽带来了更大的灵活性,有效提升了星座加密所带来的安全性能,实验结果表明,该方案密钥空间达1.2×1073量级,具备可靠的抗攻击能力;b)提出了基于混沌CCDM的PS-OFDM-PON系统,该系统基于可同时生成四组混沌序列的4D超混沌吕氏系统,实现了 QAM映射过程中幅度映射规则的混沌扰动加密以及正负符号的动态混沌配置,不仅能够进行星座概率分布的优化实现误码率性能的提升,而且可以进行数据的物理层加密实现安全性能的提升,实验结果表明,所提出的PS-16QAM-OFDM加密信号较均匀16QAM-OFDM获得了 1.2 dB的接收灵敏度增益,且密钥空间达1.98×1073量级,表现出了良好的初值敏感性。
白家琛[2]（2021）在《电光反馈激光混沌通信系统安全性增强研究》文中研究指明激光混沌系统由于可以输出动力学行为复杂,不可预测,类噪声的高维混沌信号,是安全通信领域的研究热点。激光混沌系统主要分为基于激光器内部非线性效应的全光混沌系统与基于外部非线性反馈环路的电光反馈激光混沌系统。电光反馈激光混沌系统由于鲁棒性强,输出信号带宽宽,有较大的实用性。但是,电光反馈激光混沌通信系统存在安全问题,电光反馈激光混沌系统的动力学方程为延时微分方程,系统会在反馈回路延时的位置处表现出相当高的统计相关性,窃听者通过统计分析即可轻易窃取系统的时延参量,而时延参量是电光反馈混沌系统最重要的密钥,窃听者获取时延参量后便可以通过人工智能等手段破解整个系统。本论文针对电光反馈激光混沌通信系统的安全性增强展开研究,从两个角度仿真设计了两个创新性的时延隐藏电光混沌系统:（1）复反馈耦合型激光混沌系统。在经典电光混沌系统中引入一路噪声信号,分析得出当电光混沌系统引入噪声信号时系统在反馈时延处的统计相关性会明显下降。根据混沌信号的类噪声特性,用可同步的混沌信号代替原本的噪声信号,创新性的提出复反馈理论,并在复反馈理论和互耦合电光混沌系统的基础上设计了复反馈耦合型激光混沌源。通过对分岔图、排列熵等参量分析,得出由于引入了复反馈回路,系统的非线性动力学行为变得更加复杂。以自相关函数,延迟互信息作为指标对系统的统计特性进行分析,得出在较低反馈增益系数的条件下,系统的时延参量就无法通过统计特性分析进行窃取,系统的安全性得到了保证。从同步质量的角度评估混沌通信系统性能,分析得出系统同步质量对于时延参量的失配十分敏感,对于反馈增益系数等其他参量失配较为鲁棒,系统的时延参量适合作为密钥参量。（2）并串转换式电光混沌系统。电光混沌系统的复杂程度以及时间统计特性完全是由反馈回路中马赫-曾德尔调制器的驱动电压决定的。从马赫-曾德尔调制器的驱动电压入手,参考相关文献,针对相关类型系统隐藏时延参量所需反馈增益系数过高、系统时延参量会在多路传输信号的互相关函数中暴露等问题设计了并串转换式电光混沌系统。该系统的动态行为特性与传统电光混沌系统类似,通过仿真不同反馈增益系数条件下系统的时序波形图直观地展现出系统从稳定状态逐渐进入混沌的过程。当反馈增益系数较低时系统时序波形具有明显的周期性,增加反馈增益系数,系统的时序周期性会渐渐消失,最终进入混沌状态。以排列熵为指标分析了系统的复杂程度,由于系统引入了并串转换式结构,系统的复杂程度得到了很大的提升。通过分析自相关函数,延迟互信息得出,在较低反馈增益系数条件下,系统的时延参量就无法通过统计分析手段获取,系统的安全性得到了保证。基于并串转换式电光混沌系统设计了混沌同步通信系统,分析了同步质量对于收发端参量失配的敏感程度。因为系统对于时延参量失配十分敏感,所以时延参量适合作为系统的密钥参量。由于引入了更多的可调谐时延参量,系统的密钥空间得到了极大的拓宽。综上所述,本论文针对传统电光反馈激光混沌通信系统存在的安全性问题设计了两种时延隐藏电光混沌系统,并对两系统的动态行为特性,复杂性,安全性,同步性能进行了深入的分析,相关成果也得到了同行评审的认可。本论文是作者在电光反馈激光混沌通信系统安全性增强方向上做的进一步探索与创新,希望能够为激光混沌通信的发展做出贡献。
任静峰[3]（2021）在《光注入掺铒光纤激光器混沌特性的研究》文中进行了进一步梳理混沌光纤激光器具有宽带宽、抗干扰能力强、高随机性的特点,在混沌光纤传感、混沌激光雷达、混沌保密通信领域有着得广泛的应用。近年来,基于混沌源的光纤传感越来越受到人们的关注,混沌源可实现长距离光时域反射、基于布里渊散射实现温度传感、分布式压力传感以及混沌光纤激光源运用衰荡环实现压力、温度、浓度传感。混沌源的稳定性以及混沌信号的复杂度制约着混沌传感精度。论文提出通过混沌光注入在保证混沌复杂度的基础上分析混沌系统短期与长期稳定性和混沌输出复杂度。论文针对光注入情况下混沌掺铒光纤激光器的输出特性进行实验研究。混沌光纤激光器采用环形腔结构,利用光纤的非线性克尔效应实现混沌激光的产生。主激光器产生的混沌激光通过光隔离器和光纤耦合器注入到混沌掺铒光纤激光器,实现外光注入。实验通过主激光器不同功率的混沌信号注入从激光器,研究注入后从激光器混沌信号时序、频谱、自相关以及稳定性与复杂度等特性。论文基于光注入技术对混沌掺铒光纤激光器进行了实验研究,分析了注入前后复杂度与稳定性变化。论文主要工作如下:1.对掺铒混沌光纤激光器发展进程及其应用领域进行介绍,对光注入技术在激光器领域的发展进行概述,阐释本文的研究背景与意义。2.详细说明光纤激光器产生混沌信号的理论基础——克尔模型,总结了混沌信号的基本特征以及混沌评价方法,包括混沌复杂度的分析方法以及不稳定的来源和评价方法。3.对光注入单波长掺铒混沌光纤激光器进行实验研究,对注入前后混沌信号进行了排列熵、稳定性以及动力学分析。实验结果表明主、从激光器波长失谐在-0.3nm到0.3nm的范围内,注入功率比在0.03到0.16的范围内,混沌信号的排列熵稳定在0.99以上,排列熵标准差小于0.0012;表明注入后的混沌信号在拥有高复杂度的同时,获得了更高的稳定性,抑制了短期不稳定造成的时间抖动。4.对光注入多波长掺铒混沌光纤激光器进行了实验研究,对注入前后光纤激光器输出状态进行了排列熵、稳定性分析。光注入多波长混沌掺铒激光器实验结果表明多波长混沌信号由于较大的峰峰值具有较高的复杂度,但稳定程度不够,存在短期不稳定性。注入后混沌信号稳定性得到增强,获得了高复杂度,克服短期不稳定的混沌信号。5.对掺铒光纤激光器自脉冲进行了分析,研究了混沌光注入对自脉冲的抑制。光注入自脉冲掺铒激光器实验结果表明自脉冲是由铒离子由于聚集而从激发态快速返回到基态引起的,通过共振光注入可以实现混沌自脉冲的抑制,获得较高的复杂度,因此混沌光注入可以稳定激光器的混沌输出,抑制长期不稳定性。
董红霞[4]（2021）在《半导体激光器长距离共驱混沌同步机制研究》文中进行了进一步梳理本文数值研究了基于混合放大器中继和周期色散补偿的长距离共驱半导体激光器混沌同步方案。共驱混沌同步系统可实现响应激光器之间的高同步性,同时驱动激光器和响应激光器的输出之间相关性很低,提高了系统安全性,因此在混沌保密通信以及密钥分发领域的应用比较广泛。混沌光通信与现代光纤技术相兼容,通过在共驱混沌同步系统中加入光纤链路,可以实现安全、长距离的混沌光通信,但链路中的损耗、色散和非线性效应也会很大程度降低信号质量,不利于系统同步,因此实现长距离共驱混沌同步的关键在于对光纤链路损伤的补偿。近年来,长距离混沌保密通信和密钥分发被广泛研究,链路的色散补偿通常采用色散补偿光纤（DCF）,结合掺铒光纤放大器（EDFA）补偿功率损耗实现了百公里城域网光纤传输。DCF的色散补偿效率、EDFA引入的自发辐射（ASE）噪声以及非线性效应是限制传输距离达到千公里城际网的关键因素。因此,从降低ASE噪声,抑制光纤非线性的影响对于实现城际网混沌同步具有重要意义。本文以光反馈分布式反馈（DFB）半导体激光器为驱动源,标准单模光纤（SMF）为混沌信号传输介质,两光反馈DFB激光器作为响应激光器构建了长距离共驱混沌同步系统,在优化链路传输性能上,主要开展了以下两方面研究:1.采用EDFA中继和周期性色散补偿的方式补偿链路损伤。在模拟上通过优化光纤链路的入纤光功率以及单跨跨距,降低非线性效应的影响,探究EDFA中继的半导体激光器共驱混沌同步距离极限。2.研究发现分布式光纤拉曼放大器（FRA）具有低噪声的优势,同EDFA混合放大可实现高增益、低噪声的放大,因此我们改用FRA+EDFA混合放大的方式降低ASE噪声的影响。调节两放大器的增益比,验证了超过千公里共驱混沌同步可行性。本研究为实现千公里共驱光纤混沌同步提供了借鉴意义,可被应用于城际网混沌保密通信以及密钥分发。
巢萌[5]（2021）在《色散反馈半导体激光器混沌同步与密钥分发研究》文中提出在信息飞速发展的当今社会,高速、安全的信息传输是人们关注的热点问题之一。传统的保密通信主要采用算法加密技术,其安全性主要依赖于算法的复杂度。随着计算能力飞速提升,算法加密在原理上始终存在被破解的危险。基于物理层的量子密钥分发技术利用量子不可克隆性和测不准原理,具有绝对的安全性,受到国家的大力支持。但是单光子探测器效率和死区时间等技术瓶颈,使其密钥分发速率受限。除此之外,研究者们也在不断探索经典物理层密钥分发技术,主要包括光纤激光器参数随机选择、物理不可克隆函数、信道噪声、混沌同步等方法。光纤激光器和信道噪声密钥分发速率原理上分别受限于腔长和熵源带宽,物理不可克隆函数只能生长定长的静态密钥,均无法满足Gbps分发速率要求。基于混沌同步的密钥分发中,混沌激光器带宽可达数十GHz,是一种宽带混沌熵源。受限于同步键控速率,其密钥分发速率大都低于1 Mbps。此外,外腔反馈半导体激光器由于其结构简单、易操作、易集成等优势被广泛用作混沌熵源,但其产生的混沌信号中具有两个明显的缺陷:时延特征的存在会暴露系统的参数,带来安全隐患;弛豫振荡特征的存在,使其频谱能量占比低,导致其混沌信号的能量利用率偏低。针对上述问题,本论文提出基于色散反馈半导体激光器的混沌同步与密钥分发方案,具体工作及结果如下:（1）对Lang-kobayashi方程修改得到啁啾光栅色散反馈半导体激光器的模型。对啁啾光栅反馈产生的混沌信号的复杂度进行分析。由于光栅的非线性作用,可以得到时延特征被抑制甚至消除的高复杂度混沌信号。研究了参数对排列熵及时延特征的影响。通过对激光器内部参数、外部参数及光栅参数的分析,得到了可以消除时延特征且排列熵值高于0.994的高复杂度参数区域。与镜面反馈结果相比,啁啾光栅反馈下高复杂度参数范围更大。（2）提出一种色散反馈半导体激光器共驱混沌同步方案。采用自发辐射噪声信号作为驱动,驱动两个带有色散反馈的闭环半导体激光器实现了混沌同步。采用色散补偿模块来引入色散。当两个响应激光器之间实现0.963的同步时,驱动信号与响应信号之间几乎没有相关性。通过对两个响应激光器内部参数失配以及色散补偿模块参数失配的分析,表明该系统具有参数失配的鲁棒性。采用双阈值量化的方法,对混沌信号量化处理得到了随机数,并对其随机性进行测试。该方案中较长的同步恢复时间（约为52 ns）将会降低密钥生成速率。（3）提出色散键控同步的密钥分发方案。采用外腔反馈半导体激光器作为驱动,驱动两个开环半导体激光器实现同步。经过啁啾光栅中色散引入的非线性作用,消除了驱动与响应间的相关性,保证了该方案的安全性。采用不同色散值的啁啾光栅作为键控,当实现混沌同步时,将混沌信号经双阈值量化处理后,提取一致密钥。采用开环同步的方式,将同步恢复时间缩短至ps量级,理论上可以实现误码率低于3.8×10-3,速率为1.2 Gb/s的高速密钥分发。
王洋[6]（2021）在《基于宽带布尔混沌的光纤故障特性检测》文中研究指明光时域反射仪是用于检测光纤故障和光纤连接点损耗的专业设备,由于其具有检测精度高、测量距离远、无损伤探测等优点,已被广泛应用于宽带互联网中的光纤链路检测与维护。光时域反射技术的基本工作原理是依靠分析光纤注入端接收的背向瑞利散射信号和菲涅尔反射信号与传输时间的关系来检测光纤故障特性,如连接点、熔接点、弯折、断裂、光纤损耗等事件。目前,国际上普遍使用的光纤检测技术是脉冲光时域反射技术,但是该技术具有原理性技术缺陷,即存在动态范围与空间分辨率无法同时提高的原理性矛盾。在量程大于百公里的情况下,其最大误差达数十米,无法满足光纤入户网络（Fiber To The Home,FTTH）、大数据中心等应用场合中对于光纤链路进行长距离、高精度（厘米级）检测的需求。基于光子计数的光时域反射技术为了扩大动态范围会增大激光脉冲的带宽,从而降低空间分辨率,而且需要较长的测量时间和对测试数据的校正,在实际应用中具有局限性。采用伪随机码调制的光时域反射技术通过增加码长来扩大动态范围,同时不会降低空间分辨率;但是,由于需要昂贵的电随机码调制器调制激光器产生随机码序列,而且电随机码调制器在产生周期过长的随机码时遇到了技术瓶颈,限制了动态范围和空间分辨率的大幅提升。随着光纤通信技术和光纤到户技术的飞速发展,研制一种精度高、性能可靠、成本低的光时域反射仪成为光纤故障检测的迫切需求。本文提出了基于直接调制技术的光时域反射仪,采用宽带布尔混沌信号作为信号源,并以此信号直接调制分布式反馈激光器,从而产生宽带混沌激光,对光纤进行故障检测。实验结果表明本文提出的光时域反射仪可以实现在大约70 km的测量范围内,实现了14 cm与探测距离无关的空间分辨率,达到了预期效果。本文提出的光时域反射仪较好地解决了光纤链路中动态范围与空间分辨率无法同时提高的问题,有望应用于实际工程中。本文较系统的研究了基于宽带布尔混沌的光纤故障检测方法,主要工作包括:（1）提出了利用宽带布尔混沌电信号直接调制半导体激光器,从而产生混沌激光的方法;（2）在仿真环境下产生了宽带布尔混沌电信号,并以此电信号作为信号源,根据半导体激光器的速率方程在仿真环境下产生了混沌激光;（3）在实验环境下产生了宽带布尔混沌电信号和符合系统要求的混沌激光;（4）根据方案设计搭建实验装置,对光纤进行不同故障类型检测。
武超人（Sherwood Wu）[7]（2021）在《基于M-Z干涉仪相移键控共驱开环混沌同步的高速密钥安全分发研究》文中研究表明信息安全的核心基础是保密通信,现代保密通信是指使用密钥对信息进行加密再通过秘密信道进行传输。香农提出的绝对保密的通信方案“一次一密”,要求密钥仅使用一次、密钥的长度大于信息长度、密钥产生无法被预测。现代通信加密方法中广泛使用的基于算法的密钥分发的安全性主要取决于特定基算问题的复杂度,但是暴力破解的方法仍然威胁着这种方案的安全性,且生成密钥长度并不能满足“一次一密”的要求,密钥在使用过程中会重复使用,这将成为该方案潜在的安全性隐患。为了探索更为安全的密钥分发方案,相继提出了量子密钥分发、经典物理层密钥分发等方案。量子密钥分发为绝对安全的密钥分发方案,但由于单光子探测效率低限制了密钥生成速率,其典型密钥生成速率仅为kbit/s。而经典物理层密钥分发由于随机密钥长度受限、同步恢复时间长、噪声信道带宽受限等原因限制了密钥分发的速率,其典型密钥分发速率最高仅为kbit/s,无法满足高速通信的速率需求。受到外部扰动的半导体激光器可产生宽带混沌激光,混沌激光具有大幅、随机起伏、宽频谱等特征,可以应用于高速随机数生成,典型随机数生成速率为Gbit/s～Tbit/s。另外,混沌激光器在参数匹配的情况下可实现高质量的混沌同步状态。将混沌同步技术与高速物理随机数技术结合有望实现基于混沌同步的高速物理随机密钥分发。在基于混沌同步密钥分发中,互耦合结构容易暴露响应激光器的熵源信息而使密钥分发系统存在安全性隐患;共驱混沌同步结构虽然可以隐藏响应激光器的部分熵源信息,但传统的闭环混沌同步方式中仍然存在着较高的驱动响应残余相关性、同步恢复时间长（即密钥分发速率低）等缺陷。因此有必要探索一个可以提高密钥分发速率,同时生成与驱动激光器输出混沌信号无关的随机密钥的密钥分发方案。本文围绕共驱开环混沌同步密钥分发,为了提高密钥分发速率,同时增大密钥分发时驱动响应的安全性,提出并数值模拟了共驱混沌同步系统及密钥分发系统。本文详细工作如下:首先,提出了基于M-Z干涉仪的共驱开环混沌同步系统,驱动混沌信号经过设置在合法通信用户端的非平衡M-Z干涉仪后再注入到响应激光器中。当M-Z干涉仪参数一致时,经过延时自干涉的驱动混沌信号也可同步。响应激光器受到相同的驱动混沌信号的注入后实现共驱开环混沌同步。进一步通过数值仿真模拟分析了延时自干涉的非线性变换作用对驱动混沌信号与响应激光器输出信号之间的同步性影响;研究了混沌同步系统对注入强度、角频率失谐、时延失谐、激光器内部参数失谐等参数对混沌同步性的影响。结果表明,实现两个响应激光器较高的混沌同步状态（～0.99）,同时驱动信号与响应信号保持在较低相关性（～0.25）;混沌同步系统对外部参数有一定的参数容忍度。其次,提出了基于M-Z干涉仪的共驱开环混沌同步的密钥分发方案,基于一个集成有相位调制器的M-Z干涉仪,首先实现响应激光器的共驱开环混沌同步,通过随机码发生器产生的随机码调制相位调制器,实现响应激光器的相移键控混沌同步。通信双方对键控混沌同步时间序列执行双阈值量化,生成随机密钥。用户双方交换、对比筛选调制相位参数,得到对应的一致密钥,从而实现密钥分发。数值模拟了密钥分发系统,在用户双方实现了相移键控混沌同步密钥分发;研究了同步恢复时间的稳定性;探究了键控相位失配和激光器内部参数失配对混沌同步性和误码率的影响;分析并对比了窃听者存在时,通过监听有/无M-Z干涉仪时混沌驱动信号,并在不同保留率下获取密钥的误码率。结果表明,该密钥分发系统可以在保证驱动响应具有较高安全性时完成密钥分发,开环混沌同步结构可以缩短同步恢复时间至1.8 ns,并且具有较高的稳定性。最后实现了1.28 Gbit/s,误码率低于3.8×10-3的安全密钥分发。
郭亘立[8]（2021）在《噪声光驱动分布式布拉格反射激光器混沌密钥分发机制研究》文中指出伴随着信息社会的高速发展,5G与高速光通信网络的快速普及。高速率、大容量的通信网络为人类生活带来便利的同时,网络信息安全问题愈发重要。网络安全是国家战略,信息加密是网络安全的核心技术之一。目前基于数学算法的加密方式安全性难以保证。量子密钥分发虽具有来自物理层的绝对安全保障,但现有方案的密钥分发速率与传输密钥的兼容性限制量子密钥分发的使用。混沌激光同步可实现经典物理层密钥分发,混沌密钥分发因其在分发速度和安全性方面具有巨大的潜在优势,并且与当前的光纤通信兼容,是一种有前途的高速密钥分发技术。目前的混沌密钥分发方案主要基于闭环同步与外部随机调制,系统所带来的数十纳秒的同步恢复时间制约了密钥分发速率。因此,提出一种高速且安全的混沌密钥方案具有重要意义。本论文围绕噪声光驱动分布式布拉格反射激光器混沌密钥分发系统的构建,开展如下两方面主要工作:（1）在实验与数值模拟上观察到了分布式布拉格反射激光器受噪声光驱动产生混沌的动力学特性,并进一步分析了注入强度、频率失谐对产生混沌的影响。结果表明分布式布拉格反射激光器相比于普通半导体激光器有着更大的产生混沌的频率失谐范围。且当频率失谐大于25 GHz以上时,产生的混沌信号能量集中在低频部分,频谱平坦。同时发现当噪声光在主模注入时,可产生关联维度为6的高维混沌且混沌的关联维度波动较大;当噪声光在边模时,产生混沌的关联维度约为2且波动较小。（2）数值模拟上搭建了噪声光驱动分布式布拉格反射激光器混沌密钥分发系统的理论模型,研究了噪声光主模注入与边模注入对同步系数的影响,调制参数对同步恢复时间与开关对比度的关系。分析了系统的密钥分发速率。结果表明,噪声光在边模注入时用户双方可获得更高的同步系数,且驱动与响应的相关系数更低。分布式布拉格反射激光器与具有外部反馈的混沌激光器相比具有更短的同步恢复时间（～5.5 ns）。最终,在具有色散补偿的192公里光纤链路上实现了误码率为3.8×10-3,速率为285.6 Mbit/s的密钥分发。
王祥青[9]（2021）在《光网络物理层安全认证及加密技术研究》文中认为信息技术的快速发展,给人类生产生活带来了巨大的变化,新技术和新应用存在大量的信息和数据的产生、传输、交换、处理等环节。光通信速率和距离大幅提升,光网络开放能力显着增强。由于信息窃听手段的层出不穷,现有光通信无法抵御线路或节点窃听攻击,对关键信息基础设施的高速互联安全构成严重威胁。为了实现数据的安全传输,开发光纤通信中的数据保护方案已迫在眉睫。采用物理层安全手段,其安全程度与数据信息内容无关,可以对光纤线路上的所有传输信号实施安全防护。在物理层,不仅数据传输链路存在安全漏洞,接入端也存在安全漏洞。未经授权的访问设备、注入攻击和伪装可能严重威胁整个系统的安全性能。因此,需要适当的身份验证与加密机制。开发能够抵抗克隆和其他模拟攻击的安全认证与加密协议是物理层安全中一个重要的研究方向。传统的光纤网络的安全性主要依赖经典密码算法在协议栈上层实现的,其安全机制主要利用算法的计算复杂度。如RSA公钥算法,由于攻击者计算能力有限,无法及时破译密钥,但是不能抵御量子计算机的攻击。密钥分发被认为是一种有效的安全方案,量子密钥分发（QKD）能够实现无条件安全性。然而,它与长距离的光放大器不兼容,并且系统设计成本高和系统复杂。因此,在经典信道中需要设计一种更简单、更经济的密钥分发方案。目前仍有以下问题需要解决:（1）现有的认证方案很难抵抗暴力攻击,因此在光网络传输之前,需要更可靠的安全认证方案。（2）现有的密钥分发方案存在密钥速率低、一致性不高,因此需要抗攻击、高速率的基于物理层密钥分发方案。（3）现有的加密和密钥分发方案是相互独立的,因此需要密钥分发与加密一体化的保密通信方案,并且能够与现有的系统进行兼容。针对以上问题,本文提出了光纤通信物理层安全认证方案,完成了认证特征提取和对被认证方的判断;提出了基于光物理层密钥分发方案,完成了密钥的提取、量化、编码等,最终生成了一致性和成码率高的密钥序列;提出了基于光通信物理层密钥分发与加密一体化的方案,通过将生成的密钥使用Y00加密协议对传输数据进行加密,并且方案在实验方面进行了验证。本文最终完成了三项创新性工作。1.基于光网络信道特征提取的物理层安全认证方案针对于传统的基于密钥算法的安全认证容易被破解等问题,本文提出了一种通过测量通信双方的误码率（BER）变化来实现物理层安全认证方案。利用信道的短时相关性,通过分析光纤环路的BER变化来识别接收机的合法性。本文采用了一个强度调制直接检测-正交频分复用（IMDD-OFDM）的相位调制光传输系统。分析了窃听者（Eve）额外引入噪声造成的干扰、分光窃听以及替代攻击的情况下的认证效果。仿真与实验结果表明,该方案对上述攻击都很敏感,并且具有较高的检测概率PPD和较低的误报率PFAR。随着频率测试的增加,PPD和PFAR趋于稳定,可有效的实现安全认证。在激光器的发射功率为1mW、波长为1550nm和光纤链路为200km时,检测概率PPD接近98%,虚警率PFAR接近0.1。在此基础上本文又提出一种基于光网络信道特征信噪比（SNR）物理层安全认证方案。该方案解决了安全认证与安全传输联合兼容性问题。认证方经过信道特征提取、量化降噪等方法,计算出SNR的变化率,将SNR变化率作为光纤物理层认证的关键指标,可以准确的反映信道动态特征。仿真结果表明,系统在使用I/Q调制器和相干解调的情况下,可以使检测概率PPD接近98%,虚警率PFAR接近0.1,可有效的实现安全认证。同时,SNR具有测量方便快捷的特点,非常适合推广应用,具有更高的经济效益。2.基于光通信物理层信道特征提取的密钥分发方案针对传统物理层密钥分发系统的复杂性,传输距离短、密钥成码率（KGR）低等问题,本文提出了一种基于光纤信道BER测量的密钥分发方案。通过在发送端和接收端进行环回BER测量,对BER进行量化和编码,生成一致性（KCR）较高的随机密钥。利用光纤信道的随机性,提高了系统生成密钥的安全性。该系统与现有通信设备兼容,并且具有很高的密钥生成速率,测量简单。采用10Gb/s-200km相干光通信系统测量提取信道安全特征信息BER。实验结果表明,在激光器发射功率为10dBm、波长为1550nm、光纤损耗为0.2dB/km的条件下,系统的KGR达到2Mbps,KCR达到98%。为了进一步解决传输性能问题,本文又提出了一种基于光纤信道物理层特征SNR测量密钥分发方案,这样系统的SNR可以比较高,不影响正常的传输。SNR密钥分发优点就是不需要系统的BER很高,在低BER的情况下也可以进行特征SNR的测量,因此不影响正常的传输,所以可以实现密钥分发和加密传输的结合。仿真结果表明,在激光器发射功率为1mW时,系统最终的KGR达到了 25Kbps,KCR最高达到了 99%。3.基于光通信物理层密钥分发与加密一体化方案针对密钥分发与加密联合的兼容性差的问题,本文提出了一种基于光纤信道物理层的密钥分发和加密联合控制系统,可有效解决通、密一体化难题。本文采用10Gbps-200km的光纤通信系统,通过环回测量系统信道特征BER,然后对BER进行量化编码生成密钥。采用量子噪声流加密方法,将正交相移键控（QPSK）信号调制为1024 ×1024高阶正交振幅调制（QAM）信号。利用高阶QAM信号容易被噪声掩盖的特性来进行加密传输。信道各种物理特征如噪声、色散、偏振等可以反映信道的BER变化。实验结果表明,在任意信号发生器发射电压为400mV、EDFA功率为10dBm和光纤损耗为0.2dB/km时,系统的KGR达到了 400Kbps。利用BER得到的密钥对系统进行量子噪声流加密,实现200km的安全传输,并且传输系统BER低。在此基础上,在EDFA发射功率为12dBm和光纤损耗大小为0.16dB/km时,本文又验证了 300km长跨距一体化传输协商性能。实验结果表明,系统的KGR能够达到400Kbps,安全协商KER小于2%。系统中使用高性能光纤传输设备,极大的提高了系统的传输性能,纠错后系统远噪BER为0。
录天凤[10]（2021）在《全光-电光反馈级联混沌系统时延及容量特性研究》文中研究表明随着科学技术的发展,人们对高速的信息速率的需求越来越迫切,与此同时,信息安全已经成为一个重要的研究内容。激光混沌安全通信是一种物理层的加密方法,它利用物理器件的硬件参数作为密钥,进行信息的加密、传输和解密。激光混沌源分为两种,即基于激光器内部非线性的全光混沌源和基于外部器件非线性的电光混沌源。外腔半导体激光器的混沌输出通常保留了激光器与外反射镜之间光路的时间延迟。因此,通过自相关函数等时序分析手段,可能会使激光混沌信号中的反馈时延标签（TDS）被暴露,显着降低了通信的保密性能。同时,混沌通信系统的传输速率由于受弛豫振荡的影响通常较低。因此,探索一种不仅可以抑制激光混沌系统的TDS,而且可以增加载波带宽的安全混沌通信方法具有重要意义。论文的研究内容如下:1)提出了一种安全的双向混沌通信系统方案,该系统通过级联一个公共的全光混沌源和一对相互耦合的电光相位反馈回路来实现。全光驱动源使电光方程中的振幅和相位项动态变化,同时,两个相互耦合的光电延迟反馈回路也显着增加了混沌载波的复杂性。通过用电光反馈环代替现有方案中的半导体激光器,可以补偿载波带较窄和同步性能差的问题。仿真结果表明当电光增益为2.75时,TDS被抑制35倍从而被完全隐藏,载波有效带宽增加了 5 GHz至32.05 GHz。该方案有助于实现具有高比特率的双向长距离混沌安全通信。2)提出了一种基于公共相位调制电光反馈的具有二次加密特性的新型双通道VCSEL混沌通信系统。该系统通过使用低增益的电光反馈回路来隐藏TDS,同时通过独特的二次加密方法显着增强了密钥空间,保证了系统的安全性。第一级加密密钥是电光反馈回路中的时延,第二级是可变偏振光反馈模块中的反馈时延和偏振片角度。仿真结果表明,与双光反馈系统相比,本文提出的系统的TDS峰值被抑制8倍至小于0.05,并在电光增益为3时可以实现完全隐藏;同时,载波带宽增加了一倍至22GHz以上。本文提出的模型在TDS隐藏,宽带宽和密钥空间增强方面具有显着的性能改进。
二、Secure Communication System Based on Chaos in Optical Fibre（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Secure Communication System Based on Chaos in Optical Fibre（论文提纲范文）
（1）基于概率成形的新型编码调制关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤通信系统研究现状 |
| 1.2.2 基于概率成形的编码调制技术研究现状 |
| 1.3 论文主要工作及创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 光纤通信系统中的编码调制基础理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光纤通信系统概述 |
| 2.2.1 IMDD系统 |
| 2.2.2 相干光通信系统 |
| 2.2.3 IMDD系统与相干光通信系统的比较 |
| 2.3 编码调制技术 |
| 2.3.1 IMDD系统中的先进调制技术 |
| 2.3.2 相干光通信系统中的先进调制技术 |
| 2.4 星座成形技术 |
| 2.4.1 概率成形技术 |
| 2.4.2 几何成形技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 非均匀分布概率成形信号的产生方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 恒定成分分布匹配器 |
| 3.3 基于符号分类的多子集分区映射概率成形信号产生方法 |
| 3.3.1 方法原理 |
| 3.3.2 实验验证与结果分析 |
| 3.4 基于霍夫曼编码的比特交织多载波概率成形信号产生方法 |
| 3.4.1 方法原理 |
| 3.4.2 仿真验证与结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 星座几何概率混合成形技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 星座增益指数 |
| 4.3 基于类蜂巢型判决区域设计的二维星座混合成形方案 |
| 4.3.1 方案原理 |
| 4.3.2 实验验证与结果分析 |
| 4.4 基于正四面体基元设计的三维星座混合成形方案 |
| 4.4.1 方案原理 |
| 4.4.2 实验验证与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于混沌加密的概率成形安全机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 混沌加密基础理论 |
| 5.3 基于两级球形星座掩蔽的3D-CAP-PON系统 |
| 5.3.1 系统原理 |
| 5.3.2 实验验证与结果分析 |
| 5.4 基于混沌CCDM的PS-OFDM-PON系统 |
| 5.4.1 系统原理 |
| 5.4.2 实验验证与结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来相关工作展望 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和申请专利目录 |
（2）电光反馈激光混沌通信系统安全性增强研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 混沌理论的发展 |
| 1.2.2 激光混沌通信系统的研究现状 |
| 1.3 本文主要工作内容及结构 |
| 1.3.1 主要内容 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 第二章 电光反馈激光混沌通信系统的理论基础 |
| 2.1 混沌的基本理论 |
| 2.2 电光反馈激光混沌系统基本原理及常用性能分析指标 |
| 2.2.1 基本器件介绍及建模方式 |
| 2.2.2 电光反馈激光混沌源分类 |
| 2.3 复杂度及安全性分析指标 |
| 2.3.1 复杂度分析指标 |
| 2.3.2 安全性分析指标 |
| 2.4 混沌同步安全通信系统 |
| 2.4.1 混沌同步安全通信的原理 |
| 2.4.2 常见的混沌加密方式 |
| 2.4.3 混沌同步质量衡量指标 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 复反馈耦合型激光混沌通信系统 |
| 3.1 理论分析 |
| 3.2 系统建立及系统模型 |
| 3.3 系统动态行为特性及复杂性分析 |
| 3.4 安全性分析 |
| 3.5 基于复反馈耦合型激光混沌源的混沌同步通信系统 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 并串转换式电光混沌安全通信系统 |
| 4.1 系统结构及理论模型 |
| 4.2 系统动态行为特性及复杂性分析 |
| 4.3 系统安全性分析 |
| 4.4 并串转换式电光安全通信系统 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
（3）光注入掺铒光纤激光器混沌特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 混沌光纤激光器的概述 |
| 1.1.1 光纤激光器的发展历程 |
| 1.1.2 混沌光纤激光器的发展 |
| 1.1.3 混沌光纤激光器的应用 |
| 1.2 课题研究目的与意义 |
| 1.3 光学注入技术的概述 |
| 1.3.1 光注入单波长混沌掺铒光纤激光器的研究进展 |
| 1.3.2 光注入多波长混沌掺铒光纤激光器的研究进展 |
| 1.3.3 光注入自脉冲掺铒光纤激光器的研究进展 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 混沌光纤激光器的工作原理与分析方法 |
| 2.1 掺铒光纤激光器产生混沌的克尔模型 |
| 2.2 混沌激光的基本特征 |
| 2.3 混沌复杂度表征 |
| 2.4 混沌激光器稳定性表征 |
| 2.4.1 光纤激光器不稳定的来源 |
| 2.4.2 稳定性的评价方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光注入单波长混沌掺铒光纤激光器的实验研究 |
| 3.1 主激光器实验装置 |
| 3.2 从激光器实验装置 |
| 3.3 光注入单波长混沌掺铒光纤激光器实验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光注入多波长混沌掺铒光纤激光器实验研究 |
| 4.1 光注入多波长混沌掺铒光纤激光器实验装置 |
| 4.2 光注入多波长混沌掺铒光纤激光器实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 光注入自脉冲掺铒光纤激光器实验研究 |
| 5.1 光注入自脉冲掺铒光纤激光器实验装置 |
| 5.2 自脉冲掺铒光纤激光器的动态演化 |
| 5.3 混沌光注入自脉冲掺铒光纤激光器实验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）半导体激光器长距离共驱混沌同步机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 半导体激光器混沌同步及应用 |
| 1.2 混沌同步方式 |
| 1.2.1 激光器直接耦合 |
| 1.2.2 共同信号驱动激光器 |
| 1.3 长距离混沌同步研究进展 |
| 1.3.1 直接耦合混沌同步进展 |
| 1.3.2 共驱混沌同步进展 |
| 1.3.3 混沌信号的光纤链路损伤 |
| 1.3.4 小结 |
| 1.4 本文研究思路及内容 |
| 第2章 共驱半导体激光器混沌同步优化研究 |
| 2.1 半导体激光器共驱混沌同步结构 |
| 2.2 共驱混沌同步模拟结果 |
| 2.2.1 共驱激光器混沌同步的典型结果 |
| 2.2.2 注入参数优化 |
| 2.2.3 增益系数优化 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于掺铒光纤放大器中继的长距离共驱混沌同步方案 |
| 3.1 光纤传输理论模型及参数 |
| 3.1.1 薛定谔方程 |
| 3.1.2 光纤传输参数 |
| 3.1.3 EDFA噪声系数 |
| 3.2 无中继单跨混沌同步优化方案 |
| 3.2.1 传输链路设计与优化思路 |
| 3.2.2 模拟结果 |
| 3.3 EDFA中继多跨级联混沌同步机制 |
| 3.3.1 传输链路设计 |
| 3.3.2 模拟结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 FRA+EDFA混合放大中继实现长距离共驱混沌同步机制 |
| 4.1 混合放大传输链路设计 |
| 4.1.1 链路结构 |
| 4.1.2 拉曼放大模型 |
| 4.2 FRA泵浦波长和增益优化 |
| 4.3 FRA和EDFA增益比对混沌同步的影响 |
| 4.4 混合放大的传输极限 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）色散反馈半导体激光器混沌同步与密钥分发研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 经典物理层密钥分发 |
| 1.2 基于混沌同步的密钥分发研究进展 |
| 1.2.1 基于互耦合混沌同步的私钥交换 |
| 1.2.2 基于共驱混沌同步的密钥分发 |
| 1.3 外腔反馈激光器混沌信号的缺陷及改进方案 |
| 1.3.1 时延特征的抑制 |
| 1.3.2 带宽增强 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 色散反馈半导体激光器的排列熵分析 |
| 2.1 色散反馈半导体激光器的理论模型 |
| 2.2 排列熵定义 |
| 2.3 色散反馈半导体激光器参数对排列熵的影响 |
| 2.3.1 激光器内部参数 |
| 2.3.2 激光器外部参数 |
| 2.3.3 光栅参数 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 色散反馈半导体激光器共驱混沌同步 |
| 3.1 理论模型 |
| 3.2 混沌同步模拟结果 |
| 3.2.1 混沌同步典型特征 |
| 3.2.2 激光器参数失配对混沌同步的影响 |
| 3.2.3 色散补偿模块参数失配对混沌同步的影响 |
| 3.3 双阈值量化产生随机数 |
| 3.4 同步恢复时间分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 基于色散键控同步的密钥分发方案 |
| 4.1 方案及原理 |
| 4.2 色散键控混沌同步模拟结果 |
| 4.3 混沌密钥分发模拟结果 |
| 4.3.1 密钥产生速率 |
| 4.3.2 参数失配对误码率的影响 |
| 4.4 安全性分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）基于宽带布尔混沌的光纤故障特性检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 光纤的发展与特性 |
| 1.2.1 光纤的发展与应用 |
| 1.2.2 光纤特性 |
| 1.2.3 常见的光纤故障 |
| 1.3 现有的光纤故障特性检测方法 |
| 1.3.1 光时域反射技术的原理 |
| 1.3.2 脉冲光时域反射技术 |
| 1.3.3 光子计数光时域反射技术 |
| 1.3.4 伪随机码光时域反射技术 |
| 1.3.5 混沌光时域反射技术 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 宽带布尔混沌激光的产生 |
| 2.1 光注入方式产生混沌激光 |
| 2.2 光反馈方式产生混沌激光 |
| 2.3 光电反馈方式产生混沌激光 |
| 2.4 调制方式产生混沌激光 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于宽带布尔混沌信号的光纤故障特性检测的系统设计 |
| 3.1 系统整体方案设计 |
| 3.2 系统中关键模块介绍 |
| 3.2.1 激光器模块 |
| 3.2.2 光电探测器模块 |
| 3.3 宽带布尔混沌电信号的产生 |
| 3.4 直接调制方式产生宽带布尔混沌激光 |
| 3.4.1 直接调制原理 |
| 3.4.2 直接调制的数值模拟及测试分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 光纤故障特性检测及分析 |
| 4.1 实验装置及原理 |
| 4.2 空间分辨率 |
| 4.3 动态范围 |
| 4.4 光纤断点检测及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于M-Z干涉仪相移键控共驱开环混沌同步的高速密钥安全分发研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 基于混沌同步密钥分发研究进展 |
| 1.2.1 基于互耦合混沌同步的密钥分发 |
| 1.2.2 基于共驱混沌同步的密钥分发 |
| 1.3 基于混沌同步密钥分发的关键问题 |
| 1.3.1 同步恢复时间限制密钥分发速率 |
| 1.3.2 驱动响应相关性降低密钥分发安全性 |
| 1.4 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 共驱开环混沌同步系统 |
| 2.1 基于M-Z干涉仪的开环混沌同步 |
| 2.1.1 方案与理论模型 |
| 2.1.2 驱动混沌同步 |
| 2.1.3 安全性分析 |
| 2.1.4 参数失配对混沌同步的影响 |
| 2.2 本章小结 |
| 第3章 基于相移键控共驱开环混沌同步的密钥分发 |
| 3.1 密钥分发方案与理论模型 |
| 3.2 相移键控混沌同步及混沌同步恢复时间 |
| 3.3 高速密钥安全分发 |
| 3.3.1 参数失配对密钥分发误码率的影响 |
| 3.3.2 密钥分发速率与安全性评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）噪声光驱动分布式布拉格反射激光器混沌密钥分发机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 混沌密钥分发的研究进展 |
| 1.2.1 基于分布式反馈激光器的混沌激光密钥分发 |
| 1.2.2 基于垂直腔面发射激光器的混沌激光密钥分发 |
| 1.2.3 基于混合电光混沌方案的混沌激光密钥分发 |
| 1.2.4 速率及限制分析 |
| 1.3 本文思路及研究内容 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第2章 噪声光注入分布式布拉格反射激光器的混沌特征 |
| 2.1 实验装置图 |
| 2.2 理论模型与模拟参数 |
| 2.3 主模注入分布式布拉格反射激光器混沌特征 |
| 2.3.1 实验结果 |
| 2.3.2 数值模拟结果 |
| 2.4 边模注入分布式布拉格反射激光器混沌特征 |
| 2.4.1 实验结果 |
| 2.4.2 数值模拟结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 噪声光共驱分布式布拉格反射激光器波长键控混沌密钥分发 |
| 3.1 波长键控混沌密钥分发方案 |
| 3.2 噪声共驱分布式布拉格反射激光器混沌同步 |
| 3.2.1 主模注入下的共驱混沌同步 |
| 3.2.2 边模注入下的共驱混沌同步 |
| 3.2.3 参数失配对同步的影响 |
| 3.3 波长键控混沌同步 |
| 3.3.1 键控混沌同步结果 |
| 3.3.2 混沌同步开关对比度分析 |
| 3.3.3 混沌同步恢复时间分析 |
| 3.4 混沌激光密钥分发模拟结果 |
| 3.4.1 光纤传输理论模型及参数 |
| 3.4.2 密钥生成及速率分析 |
| 3.4.3 色散补偿误差对密钥分发速率的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 总结与展望 |
| 4.1 工作总结 |
| 4.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）光网络物理层安全认证及加密技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光网络快速发展面临的安全威胁与挑战 |
| 1.2 物理层安全光通信的发展状况 |
| 1.2.1 光网络安全认证技术的研究现状 |
| 1.2.2 光网络密钥分发技术的研究现状 |
| 1.2.3 光网络加密技术的研究现状 |
| 1.3 光纤通信物理层安全问题提出 |
| 1.4 论文的结构安排及章节研究内容 |
| 1.4.1 论文的研究内容 |
| 1.4.2 论文研究的组织结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光网络物理层安全认证与加密建模分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光网络安全认证模型 |
| 2.2.1 窃听模型分类 |
| 2.2.2 安全认证窃听模型理论分析 |
| 2.2.3 物理安全认证过程及性能指标 |
| 2.3 光网络密钥分发技术 |
| 2.3.1 密钥分发信道安全特征量化技术 |
| 2.3.2 密钥分发的特征提取技术 |
| 2.3.3 密钥分发的“三性”分析 |
| 2.4 量子噪声流加密 |
| 2.4.1 噪声流加密协议介绍 |
| 2.4.2 量子噪声流加密分类 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于光网络物理层信道特征提取安全认证技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于光纤信道BER测量的物理层认证方案 |
| 3.2.1 环回测量的安全认证模型及系统架构 |
| 3.2.2 仿真结果分析与讨论 |
| 3.2.3 实验方案及结果分析 |
| 3.3 基于光纤通信信道特征SNR的安全认证方案 |
| 3.3.1 安全认证方案及仿真平台结构 |
| 3.3.2 信道特征提取技术及安全认证机制 |
| 3.3.3 仿真结果分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于光网络信道特征测量的安全密钥分发系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于光网络信道BER测量的密钥分发方案 |
| 4.2.1 信道BER特征提取技术 |
| 4.2.2 光纤通信物理层密钥分发模型 |
| 4.2.3 信道特征密钥生成技术 |
| 4.2.4 实验结果分析与讨论 |
| 4.3 基于光网络信道SNR测量的密钥分发方案 |
| 4.3.1 光网络信道密钥生成模型 |
| 4.3.2 密钥协商理论分析 |
| 4.3.3 密钥分发仿真平台 |
| 4.3.4 仿真结果分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于光网络密钥分发与加密传输一体化系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于光网络密钥分发与加密传输一体化系统原理 |
| 5.2.1 一体化控制系统总体设计原理 |
| 5.2.2 基于高阶QAM调制量子噪声流加密原理 |
| 5.2.3 抵近噪声微元模型 |
| 5.2.4 信道特征密钥生成方法 |
| 5.3 密钥分发与加密安全传输一体化系统方案设计 |
| 5.3.1 一体化实验方案介绍 |
| 5.3.2 一体化实验硬件平台 |
| 5.4 实验结果分析与讨论 |
| 5.4.1 光网络加密传输性能实验验证 |
| 5.4.2 协商与加密一体化性能实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 论文总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 附录缩略词对照表 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间学术成果 |
（10）全光-电光反馈级联混沌系统时延及容量特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光混沌通信安全性的意义与研究现状 |
| 1.3 大容量激光混沌通信的意义与研究现状 |
| 1.4 论文内容和章节安排 |
| 第二章 激光混沌源的理论模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 全光反馈混沌的理论模型 |
| 2.2.1 自由运行SL理论模型 |
| 2.2.2 外腔反馈SL理论模型 |
| 2.2.3 外光注入SL理论模型 |
| 2.2.4 光电反馈理论模型 |
| 2.3 电光反馈混沌的理论模型 |
| 2.4 两种混沌源的对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于全光-电光反馈级联的双向混沌通信研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统模型 |
| 3.3 理论分析 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 动态复杂度 |
| 3.4.2 时延隐藏效果 |
| 3.4.3 带宽增强效果 |
| 3.4.4 混沌通信和通信安全 |
| 3.4.5 双向通信系统的比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于公共相位电光调制的VCSEL混沌通信研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统模型 |
| 4.3 理论分析 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 动态复杂度分析 |
| 4.4.2 时延隐藏效果 |
| 4.4.3 混沌同步 |
| 4.4.4 混沌通信 |
| 4.4.5 多个系统性能对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
四、Secure Communication System Based on Chaos in Optical Fibre（论文参考文献）
- [1]基于概率成形的新型编码调制关键技术研究[D]. 任建新. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]电光反馈激光混沌通信系统安全性增强研究[D]. 白家琛. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]光注入掺铒光纤激光器混沌特性的研究[D]. 任静峰. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]半导体激光器长距离共驱混沌同步机制研究[D]. 董红霞. 太原理工大学, 2021(01)
- [5]色散反馈半导体激光器混沌同步与密钥分发研究[D]. 巢萌. 太原理工大学, 2021(01)
- [6]基于宽带布尔混沌的光纤故障特性检测[D]. 王洋. 太原理工大学, 2021(01)
- [7]基于M-Z干涉仪相移键控共驱开环混沌同步的高速密钥安全分发研究[D]. 武超人（Sherwood Wu）. 太原理工大学, 2021(01)
- [8]噪声光驱动分布式布拉格反射激光器混沌密钥分发机制研究[D]. 郭亘立. 太原理工大学, 2021(01)
- [9]光网络物理层安全认证及加密技术研究[D]. 王祥青. 北京邮电大学, 2021(01)
- [10]全光-电光反馈级联混沌系统时延及容量特性研究[D]. 录天凤. 北京邮电大学, 2021(01)