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

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:skylfy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
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。
其他文献
空间耦合 LDPC 码(Spatially-Coupled LDPC,SC-LDPC)源自于 LDPC 卷积码,由于其优良的阈值而受到人们的广泛关注。对于二元无记忆对称信道,已经证明了规则LDPC码的最大后验概率(Maximum a Posterior,MAP)阈值可以通过空间耦合一系列原始LDPC码生成的码集的置信传播(Belief Propagation,BP)阈值来逼近,这就是所谓的阈值饱和
带式输送机作为散料运输的主要装备,被广泛应用于多个领域。随着运速、长度、动量的不断增加,其安全问题越来越成为重中之重。由于带式输送机一般在完成设计选型后直接进行生产使用,后期的运行过程中经常会由于设计能力不足、安装问题、维护问题导致发生断轴、断带等一系列事故。本文采用理论分析、仿真研究与现场工程实验相结合的方式,以某矿主斜井上运带式输送机为研究对象,分别从输送机设计、关键部件静力学、动态特性等角度
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
随着通信技术的飞速发展,信息化已经成为当今社会的一大趋势,深刻影响着人类生产生活的方方面面。在信息化的过程中,一个突出的问题,即信息的安全性,正越来越引起人们的重视,为了解决这个问题,人们利用随机数对信息进行加密。量子随机数发生器的量子熵源具有不确定性本质,这使得产生的量子随机数的安全性得到了保障,基于这一优点,量子随机数发生器逐渐进入人们的视野。但是量子随机数的产生速率低下,在人们对信息传输速率
输送带作为煤矿运输系统中的关键核心装备,在长距离、满负荷、频繁工作过程中极易发生纵向撕裂。输送带纵向撕裂事故一旦发生,会严重影响生产,甚至是造成人员伤害,因此加强对矿用输送带纵向撕裂的实时、可靠检测是极为重要的。针对当前诸多输送带纵向撕裂检测方法存在不足,并考虑煤矿生产现场环境复杂多变的特殊情形,论文将声音检测引入到输送带纵向撕裂检测中,提出一种基于视听信息加权决策融合的输送带纵向撕裂视听检测方法
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
光学纳米天线由于可以激发出较为丰富的共振模式成为了微纳光子学领域的研究热点,是现代纳米光子器件重要的组成部分,在激光器、太阳能电池、光电探测、生物医学及近场光学等领域有广泛的应用。在对纳米天线的光学性能的研究中,纳米颗粒对光的散射作用为其重要的分支,纳米天线所支持的复杂而有趣的光学共振模式对纳米结构的设计和散射场调控方法提供了更多的可能。研究电磁多极子之间的相互作用是分析光场的基本方法,其中基于电
LTCC低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC)技术是休斯公司于1982年开发的新型材料技术,是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确一致且致密的生瓷带,在生瓷带上利用打孔、注浆、浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形,并将多个被动组件(如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等)埋入多层陶瓷基板中,然后叠压在一起,内外电极可分别使用银、铜、金等金属,在一
随着城市基础设施建设的不断完善,地下管网也随之变得越来越错综复杂,给城市管理和维护工作带来了诸多不便。在工程维护施工工作中,由于地下管网资料年久造成关键信息不完整或丢失资料情况时有发生,使得管线被挖断的事故频繁出现,轻则造成停水停电,重则发生爆炸等严重事情发生。因此,对地下管线的精确定位在地下管网日常维护、维修中起着举足轻重的作用。探地雷达作为一种无损的检测方法,具有测量精度高、操作简单等优点,被
随着武器装备的发展,军用通信装备的种类和型号越来越繁杂,短波电台、超短波电台、高速数据电台、微波、散射、卫通、控制器、路由器、交换机、有线传输设备等军用通信装备随着各代产品的交替,技术体制、接口类型各不相同,给装备的维护、保养、检测、维修和保障都带来了很大的困难。近些年在部队多体制并存,多代装备混编的现象普遍存在,而装备部队的系统配备的检测维修车或者检测维修设备都是随系统研制,仅能保障自身系统的装