基于间隙耦合理想的全双工混沌保密通信方案

讨论了有关混沌通信中的保密性问题及解决方案。该方案由3个结构相同的混沌系统构成，采用分段耦合的思想，利用参数调制策略进行了信息传输，使用非线性滤波器进行信息解调，实现了一种安全性能高的全双工混沌通信方案，并给出了保证安全性能和信息解调精度的条件。数值仿真结果表明，这一方法是有效的。     

基于喷泉码的放大转发协作通信系统的性能

为了实现在发送端未知信道状态信息(CSI)条件下的高效协作通信,研究了基于喷泉码的协作通信系统的性能.研究表明,在放大转发协作中目的端接收到的喷泉码符号的差错率比译码转发协作低.同时为了更充分地利用协作分集增益,提出了将基于喷泉码的放大转发协作通信与自适应解调技术相结合的方案,该方案使协作分集更有效地作用于喷泉码译码,并实现在发送端未知CSI条件下的自适应传输.仿真结果表明,该方案与采用喷泉码的直传通信和译码转发协作通信相比,能够降低误比特率,加快译码速度.     

水声通信中的混沌跳频技术研究

为了提高水声通信的保密性能,提出了一种简洁的混沌跳频图案实现方法。研究了量化logistic混沌序列产生的跳频图案性能,给出了平衡性、相关性、跳频间隔的仿真结果,验证了近距离水声通信中采用混沌跳频技术的可行性。     

基于软件无线电的跳频水声调制解调系统

研究了软件无线电思想在水声通信中的应用,介绍了浅海水声信道条件下跳频水声通信系统的软件调制解调技术方案及其实现,在厦门港海域进行的海上图像通信实验证明了系统的有效性.     

低声能辐射下的两种水声跳频通信方法对比研究

水声信道是一个极其复杂的时变-空变-频变信道,因而进行水声通信,必须克服时变多途干扰等困难。将抗干扰能力强的跳频通信技术应用于水声通信领域,对于隐蔽性、保密性要求高的系统来说,该体制有着卓越的特性。在仿真环境下,对比研究了m序列和基于二维logistic映射的混沌序列的相关性、平衡性、功率谱特性、多址性等性能。构建了一种在低声能条件下的水声跳频通信系统,给出了系统编解码技术的实现方法。发射的帧信号由激活信号、同步信号、时延信号和三组(15,11)汉明码循环3次组成,采用了时间与频率的双分集技术进行纠错解码,从而增强了系统的保密性。通过外场试验,验证了利用m序列和混沌序列进行水声跳频通信的可行性,并对试验结果进行了对比研究。由于混沌序列的数量巨大且性能优异,非常适用于水声组网通信和保密性要求高的水声通信系统。因此,混沌序列在今后的水声跳频通信领域应有更广阔的应用前景。     

基于分布式通信的保护方案在分布式发电网络中的应用

分布式电源的接入,可以弥补大电网安全稳定性的不足;可对区域电力的质量和性能进行实时监控。辐射式的网络将变为一遍布电源和用户互联的网络,潮流也不再单向地从变电站母线流向各负荷。配电网的根本性的变化使得电网各种保护定值与机理发生了深刻变化。本文提出通过配网馈线描述来及时了解网络变化,引入DG接入后流过保护的电流量进行信息综合,利用全网信息的协调配合来确定故障方向和区域,结合原有保护方案以形成新的保护策略。在成熟的以太网技术基础上采用分布式信息处理系统构建通信网络,对采用GOOSE通信方案必须重视的一些约束条件,提出了优化方案。采用IED和嵌入式计算机作为硬件平台来实现新的保护策略,最后给出了该保护方案实际运用的流程。     

一种有限区间内无限折叠的混沌映射

提出了一种在有限区间内具有无限折叠的一维混沌映射。理论分析和仿真检验证实，该映射具有远较传统的有限折叠混沌映射复杂的动力学行为和理想的分布特性，且易于分析和实现，是构造混沌扩谱通信方案和混沌密码体制的理想候选。     

应急通信发展现状和技术手段探析

在国家倡导大力并展通信信息基础设施建设,创新发展通信信息业务,强化网络信息安全和应急通信保障的背景下,通信业呈现出稳中有进、稳中向好的发展态势,但审视应急通信的发展现状后发现,应急通信的技术手段中仍面临着多重问题,本文就应急通信的发展现状及应急通信技术中的难点进行了相关分析。     

广域保护通信系统方案研究

讨论了广域保护的概念以及广域保护的功能和构成,提出了一种具体可行的广域保护通信方案。用OPNET14．5软件对广域网通信进行了仿真,经分析证明,基于MPLS技术的IPOVERSDH的通信模式,能够满足广域保护信息传输的实时性和可靠性,该系统对电力系统的安全稳定运行有重的作用。     

一种个人语音水声通信系统的方案研究

提出了一种基于DSP实时处理的水下个人语音水声通信系统的设计方案,构建了通信系统的结构模型,方案中采用CELP码激励线性预测编码,差分MPSK调制,卷积信道编码,以及判决反馈均衡技术,并对其关键技术进行了性能仿真和分析比较.结果表明,该系统可满足语音信息在水下信道的传输,有良好的原始语音恢复性能,误码率在10-3以下,具有较好的开发潜力.     

A Novel Quantum Stegonagraphy Based on Brown States

In this paper, a novel quantum steganography protocol based on Brown entangled states is proposed. The new protocol adopts the CNOT operation to achieve the transmission of secret information by the best use of the characteristics of entangled states. Comparing with the previous quantum steganography algorithms, the new protocol focuses on its anti-noise capability for the phase-flip noise, which proved its good security resisting on quantum noise. Furthermore, the covert communication of secret information in the quantum secure direct communication channel would not affect the normal information transmission process due to the new protocol’s good imperceptibility. If the number of Brown states transmitted in carrier protocol is many enough, the imperceptibility of the secret channel can be further enhanced. In aspect of capacity, the new protocol can further expand its capacity by combining with other quantum steganography protocols. Due to that the proposed protocol does not require the participation of the classic channel when it implements the transmission of secret information, any additional information leakage will not be caused for the new algorithm with good security. The detailed theoretical analysis proves that the new protocol can own good performance on imperceptibility, capacity and security.     

风水协同运行控制信息的传输

为响应全球能源互联网战略,保障大规模风电接入下风水协同安全稳定运行,研究风电水电协同运行（wind power and hydropower coordinated operation,WHCO）对信息通讯技术的需求。结合电网信息通信技术发展现状,提出WHCO信息通信保护专网（information and communication protection network,ICPN）,搭建ICPN的功能架构,并提出了关键技术。在WHCO调度系统中建立具体的WHCO-ICPN系统,介绍了系统的信息共享、信息通信时延以及安全防御功能。该系统为WHCO的实现提供了测量与控制信息实时传输通道,具有较大的工程应用价值。     

基于物理随机位生成器与混沌像素交叉互换的图像加密算法

目的为了解决当前混沌图像加密技术忽略了随机序列产生的时间延迟现象,且难以克服其自身迭代的周期性,使其序列的自相关性不理想,导致密文安全性不佳等问题。方法引入级联耦合混沌半导体环形激光器,设计基于物理随机位生成器与混沌像素交叉互换的图像加密算法。首先引入SHA-256散列函数,利用明文像素值,生成一个256位的密钥,并将其分割为一系列的8位子密钥;利用这些子密钥来计算Logistic-Sine复合映射的初始条件,以输出一组随机序列;根据混沌序列,定义像素交叉互换机制,对输入明文进行预处理,消除相邻像素之间的相关性;基于级联耦合混沌半导体环形激光器,充分利用其自身的时间延迟与交叉反馈的特性,设计物理随机位生成器,以同步输出考虑时间延迟的控制矩阵与随机位流;将Logistic-Sine复合映射输出的混沌序列转换为一个过渡矩阵,联合控制矩阵,定义像素混淆机制,彻底改变明文的像素位置;最后,利用随机位流,设计像素联系扩散函数,改变图像的像素值。结果实验结果显示,与当前混沌加密技术相比,所提算法具有更高的安全性与鲁棒性,能够有效抗击明文攻击,相应的密文熵值约为7.9958,且NPCR(7)Number of Pixel Change Rate(8)、UACI(Unified Average Changing Intensity)分别为99.50%、33.46%。结论所提加密算法具有较高的安全性和抗攻击能力,能够安全保护图像在网络中传输,在信息防伪等领域具有较好的应用价值。     

基于自毁式数字水印的信息隐藏通信技术

目的为了提高信息隐藏通信技术的安全性,提出一种自毁式数字水印隐藏通信技术,即使非法者截获信息的载体也无法获得信息内容。方法将生成的含水印信息的图像分切成图像碎片以此破坏内嵌的水印信息,使水印信息无法从单个的图像碎片中提取,必须经过图像碎片拼接算法合成原始含水印图像后才能提取水印信息。结果通过实验仿真分析,对于大小为32×32像素的8×8个图像碎片,复原的含水印图像无任何图像碎片拼接错位,拼接平均耗时为1.59 s,因此能实现实时在线拼接复原并顺利提取出水印信息。结论从信息的嵌入到最后信息的提取都能顺利地隐藏信息的内容和信息的存在,信息传递过程中信息的安全性能好,因此,自毁式数字水印信息隐藏通信技术是一种可行性极高的信息隐藏通信技术。     

A Secure Communication Protocol for Unmanned Aerial Vehicles

Mavlink is a lightweight and most widely used open-source communication protocol used for Unmanned Aerial Vehicles. Multiple UAVs and autopilot systems support it, and it provides bi-directional communication between the UAV and Ground Control Station. The communications contain critical information about the UAV status and basic control commands sent from GCS to UAV and UAV to GCS. In order to increase the transfer speed and efficiency, the Mavlink does not encrypt the messages. As a result, the protocol is vulnerable to various security attacks such as Eavesdropping, GPS Spoofing, and DDoS. In this study, we tackle the problem and secure the Mavlink communication protocol. By leveraging the Mavlink packet’s vulnerabilities, this research work introduces an experiment in which, first, the Mavlink packets are compromised in terms of security requirements based on our threat model. The results show that the protocol is insecure and the attacks carried out are successful. To overcome Mavlink security, an additional security layer is added to encrypt and secure the protocol. An encryption technique is proposed that makes the communication between the UAV and GCS secure. The results show that the Mavlink packets are encrypted using our technique without affecting the performance and efficiency. The results are validated in terms of transfer speed, performance, and efficiency compared to the literature solutions such as MAVSec and benchmarked with the original Mavlink protocol. Our achieved results have significant improvement over the literature and Mavlink in terms of security.     

Dynamic S-Box Generation Using Novel Chaotic Map with Nonlinearity Tweaking

A substitution box (S-Box) is a crucial component of contemporary cryptosystems that provide data protection in block ciphers. At the moment, chaotic maps are being created and extensively used to generate these S-Boxes as a chaotic map assists in providing disorder and resistance to combat cryptanalytical attempts. In this paper, the construction of a dynamic S-Box using a cipher key is proposed using a novel chaotic map and an innovative tweaking approach. The projected chaotic map and the proposed tweak approach are presented for the first time and the use of parameters in their working makes both of these dynamic in nature. The tweak approach employs cubic polynomials while permuting the values of an initial S-Box to enhance its cryptographic fort. Values of the parameters are provided using the cipher key and a small variation in values of these parameters results in a completely different unique S-Box. Comparative analysis and exploration confirmed that the projected chaotic map exhibits a significant amount of chaotic complexity. The security assessment in terms of bijectivity, nonlinearity, bits independence, strict avalanche, linear approximation probability, and differential probability criteria are utilized to critically investigate the effectiveness of the proposed S-Box against several assaults. The proposed S-Box’s cryptographic performance is comparable to those of recently projected S-Boxes for its adaption in real-world security applications. The comparative scrutiny pacifies the genuine potential of the proposed S-Box in terms of its applicability for data security.     

基于混沌正交组合序列的M元码分多址水声通信

提出了M元能量检测器算法,该算法简单易实现,极大优化了M元码分多址系统接收机结构和解码运算量。同时,M元能量检测器具有抗载波相位跳变和抗水声信道多途干扰的能力。针对M元码分多址水声通信系统中所需扩频序列数量庞大、选码难度高的问题,提出了混沌正交组合序列,通过简单的迭代组合即可产生大量满足要求的扩频序列,而且同族的混沌正交组合序列间满足正交关系。海试试验成功实现了7个用户的M元码分多址水声通信试验(M=512),共采用了3 584条混沌正交组合序列,每个用户通信速率为70 bit.s-1,验证了算法的有效性,为网络化水声通信的应用提供了技术基础。     

基于新型多环多翼超混沌系统的图像加密算法

目的 为提高图像加密算法的安全性,提出一种新型多环多翼超混沌系统的图像加密算法.方法 对超Lorenz混沌系统进行分形变换,得到多环多翼超混沌系统,设计一种基于该混沌系统的查表运算扩散算法.算法采用典型的置乱-扩散模式,借助Logistic混沌系统对明文图像进行无重复索引置乱,将新型多环多翼超混沌系统产生的密钥序列结合明文信息,对一次扩散图像的每个像素值进行正逆向扩散,得到最终的加密图像.结果 置乱图像的平均不动点比为0.003％,密文直方图分布均匀,相邻像素相关性几乎为零,信息熵达到了7.999,且NPCR,UACI和BACI的值分别为99.61％,33.46％和26.7％,与同类加密算法相比,该算法加密效果更优.结论 算法具有较强的密钥敏感性,能有效抵抗剪切、噪声等攻击,所提出的图像加密算法具有较高的安全性.