本发明涉及光纤通信领域，更具体地，涉及一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统及方法。
背景技术：
1、随着信息技术的快速发展，信息安全问题日益突出。在传输过程中，数据很容易受到窃听、截获和攻击等威胁，因此保护通信数据的机密性和安全性成为重要任务。光纤通信具有宽带、低损耗、高速传输等优点，逐渐成为当今主要的通信方式。利用光学原理和技术进行保密通信，不仅可以实现高速传输，而且能够使用多种光学特性来增强通信的保密性。密码技术是通过对秘密信息进行各种变换来保证信息安全，重点在保护数据本身的内容。基于物理层保护技术的安全光通信方案有量子通信、量子噪声流密码、光码分多址、混沌保密通信等。采用密码学理论设计的加解密算法暴露了信息的存在，安全性不高。除此之外，还有一种保证信息传输安全的技术是光学隐写技术，其为机密数据提供高级别的安全性。与光学加密算法和器件不同，光学隐写技术是通过一些光信号处理的方法，将隐藏的信息嵌入到光信号中，使其在传输过程中不易被察觉，该技术强调隐藏数据和传输的存在。
2、光隐蔽传输方案在2006年由美国普林斯顿大学ben wu等人首次提出，利用光域扩频通信技术(ocdma)来实现信息的安全隐蔽传输。目前光隐蔽传输方案常用的有时域、谱域编码的扩频技术或利用放大器自发辐射噪声(ase噪声)作为载波的光调制技术等。对于扩频技术，现有方案是将调制后的光信号通过色散部件或编码等方法，使信号在时域上被充分拉伸，淹没在噪声中。在接收端只要采用了正确的色散补偿或者解码，便能解调恢复出原始信号，安全性不高。为提升系统的安全性，本发明通过将保密数据加载到超短光脉冲信号上进行传输，并将该路信号通过色散部件进行脉冲展宽，该信号功率降低至公共信号和噪声功率之下，再经过混沌加密装置，对信号进一步加密，实现数据的加密及隐蔽传输。在该系统中，隐蔽传输作为第一层保护手段，由于信息在时域与谱域均实现隐藏，窃听者在链路中无法读取到信息的存在。混沌加密装置作为第二层保护手段对隐蔽信息进一步加密，在接收端仅用同等色散量的色散补偿光纤进行色散补偿无法获取隐蔽数据，需经过混沌解密才能成功获取。由于混沌具备高复杂度及不可预测性，因此本发明提高了数据的安全性及系统的抗攻击性。隐蔽光通信系统可应用于军事通信、金融交易、政府机密等领域，提高通信数据的安全性和隐蔽性。通过保护通信数据的机密性和安全性，可以防止敌对势力获取敏感信息，在国家安全和经济利益方面具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于构建简单、安全的系统实现保密数据的加密及隐蔽传输，并能在接收端恢复出该保密数据。本发明提供了一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统和方法。
2、为实现发明目的，本发明主要通过以下方法实现：
3、一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统，所述系统包括隐蔽信号产生与调制模块、公共信号产生与调制模块、隐蔽信号隐藏模块、光纤传输模块、隐蔽信号解调与接收模块、公共信号解调与接收模块。隐蔽信号产生与调制模块和隐蔽信号解调与接收模块属于隐蔽信道，公共信号产生与调制模块和公共信号解调与接收模块属于公共信道。
4、隐蔽信号产生与调制模块属于隐蔽信道的发送端，该模块包括锁模激光器、强度调制器、色散部件、混沌加密装置、调制信号a；
5、进一步地，所述锁模激光器的输出端与所述信号强度调制器的输入端连接，所述信号强度调制器用于对所述锁模激光器输出的超短光脉冲信号进行强度调制。强度调制器的调制信号a为所传输的保密数据。所述色散部件用于对强度调制后的光脉冲信号在时域上进行展宽，实现了光信号强度上的扰乱。所述混沌加密装置用于对展宽后的光脉冲信号进行加密。
6、公共信号产生与调制模块属于公共信道的发送端，该模块包括连续激光器、强度调制器、调制信号b；
7、进一步地，所述连续激光器的输出端与所述信号强度调制器的输入端连接，所述信号强度调制器用于对所述连续激光器输出的连续光信号进行强度调制，使数据信息体现在连续光信号的强度变化上。
8、隐蔽信号隐藏模块包括掺铒光纤放大器、光纤耦合器；
9、进一步地，所述公共信号产生与调制模块的输出端与所述隐藏模块的掺铒光纤放大器的输入端连接，所述掺铒光纤放大器将公共信道信号产生与调制模块的输出端输出的光信号进行光功率放大。所述掺铒光纤放大器的输出端及所述隐蔽信道信号产生与调制模块中的混沌加密装置输出端同所述光纤耦合器的输入端连接，将公共信道输出信号与隐蔽信道输出信号通过光纤耦合器合成一路，控制两路信号功率实现隐蔽信号隐藏在公共信号中，在光纤传输模块中合并传输。
10、光纤传输模块包括单模光纤、掺铒光纤放大器；
11、进一步地，所述单模光纤用于传输信号，所述掺铒光纤放大器用于放大传输信号的功率。
12、隐蔽信号解调与接收模块属于隐蔽信道的接收端，该模块包括光纤耦合器、光滤波器、混沌解密装置、色散补偿光纤、光电探测器；
13、进一步地，所述光纤耦合器的输入端与所述光纤传输模块的输出端连接，所述光纤耦合器将光信号分为两路，一路发送到所述隐蔽信号解调与接收模块的光滤波器输入端，一路发送到所述公共信号解调与接收模块的光滤波器输入端。所述隐蔽信号解调与接收模块的光滤波器将公共信号主要部分滤除，恢复出隐蔽信号。所述混沌解密装置用于对所述光滤波器滤出的信号进行解密。所述色散补偿光纤用于对解密后的信息进行与所述色散部件等色散量的色散补偿，恢复隐蔽光信号强度上的变化。所述光电探测器用于检测隐蔽光信号，获得隐蔽信道原始数据。
14、公共信号解调与接收模块属于公共信道的接收端，该模块包括光滤波器、光电探测器；
15、所述公共信号解调与接收模块的光滤波器用于滤除隐蔽信号和噪声，提高公共信号的信噪比；所述光电探测器监测输出的光信号波形，获取公共信道数据。
16、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
17、本发明利用超短光脉冲信号作为隐蔽信道的信号光载波，由于光脉冲信号具有宽光谱带宽的优势，因此秘密信号可通过功率控制隐藏于公共信号中传输；且光脉冲信号对色散非常敏感，当光脉冲信号通过色散器件时会引起信号扩展。相比之下公共信道的连续光对色散的敏感度会较低，利用不同信号对色散的敏感程度不同来实现信号的隐藏。利用混沌加密装置对展宽后的隐蔽信号进行进一步的加密，混沌的高复杂度及不可预测性具有较强的抗攻击性，对系统的安全性有极大的提升。本发明公共信道信息与隐蔽信道信息共用一条物理信道传输，有效地节约资源，提高了通信系统的系统容量和传输速率。该系统装置简易，能使用现有商用器件和光纤信道实现，与光纤网络体系兼容，具有广泛的应用前景。
1.一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统，其特征在于，所述系统包括隐蔽信号产生与调制模块、公共信号产生与调制模块、隐蔽信号隐藏模块、光纤传输模块、隐蔽信号解调与接收模块、公共信号解调与接收模块；隐蔽信号产生与调制模块和隐蔽信号解调与接收模块属于隐蔽信道，公共信号产生与调制模块和公共信号解调与接收模块属于公共信道。
2.根据权利要求1所述一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统，其特征在于，所述隐蔽信号产生与调制模块包括锁模激光器、强度调制器、色散部件、混沌加密装置、调制信号a；
3.根据权利要求1所述一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统，其特征在于，所述公共信号产生与调制模块包括连续激光器、强度调制器、调制信号b；
4.根据权利要求1所述一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统，其特征在于，所述隐蔽信号隐藏模块包括掺铒光纤放大器、光纤耦合器；
5.根据权利要求1所述一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统，其特征在于，所述光纤传输模块包括单模光纤、掺铒光纤放大器；
6.根据权利要求1所述一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统，其特征在于，所述隐蔽信号解调与接收模块包括光纤耦合器、光滤波器、混沌解密装置、色散补偿光纤、光电探测器；
7.根据权利要求1所述一种结合混沌加密的隐蔽光通信系统，其特征在于，所述公共信号解调与接收模块包括光滤波器、光电探测器；
