基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案

作     者：赵耿 吴锐 马英杰 黄思婕 董有恒 ZHAO Geng;WU Rui;MA Yingjie;HUANG Sijie;DONG Youheng

作者机构：西安电子科技大学通信工程学院西安710071 北京电子科技学院电子与通信工程系北京100070 北京邮电大学网络空间安全学院北京100089 

基　　金：北京高校“高精尖”学科建设项目(3201017) 国家自然科学基金(61772047) 

出 版 物：《计算机科学》 (Computer Science)

年 卷 期：2024年第51卷第5期

页      码：390-399页

摘      要：无线通信网络的迅猛发展使得传输信息量迅速增加,这对系统的传输效率和通信安全提出了更高的要求。为满足上述要求,提出了一种基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案。首先,设计了一种反馈元胞自动机,以提高元胞自动机的周期性和伪随机性。将反馈元细胞自动机的迭代结果进行归一化后,作为扰动加入时空混沌系统中。通过分岔图、李亚普诺夫指数、回归映射分析和随机性测试,证明了添加该扰动的系统具有良好的混沌特性。其次,设计了一种新的三维16-ary星座图,将星座点之间的最小欧氏距离扩大了6.3%,并结合扰动的时空混沌系统实现了三维星座旋转的物理层调制加密。实验仿真结果表明,与其他三维16-ary星座映射旋转加密算法相比,该算法的误码率性能提高了约1 dB。此外,通过密钥空间、密钥灵敏度和统计攻击的安全分析,证明了其良好的安全性能。

主 题 词：OFDM 三维映射 星座旋转 时空混沌系统 初等元胞自动机 

学科分类：07[理学] 070104[070104] 070201[070201] 0701[理学-数学类] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.11896/jsjkx.230200169

馆 藏 号：203127537...