1.基于保守数字混沌的三维Arnold变换的OFDM‑PON物理层加密方法,其特征在于,包括步骤:S1.在发射端利用保守数字混沌系统的初始值产生混沌序列,将产生的混沌序列加入扰动,并拓展为若干组混沌序列,将若干组混沌序列进行主成分分析算法PCA处理,选取第一主成分的混沌序列;
S2.将选取的第一主成分的混沌序列控制三维Arnold变换的参数,对OFDM信号进行第一层加密;
S3.通过Frank序列随机抽取产生混沌Frank矩阵,对OFDM信号进行第二层加密,将进行二次加密的信号经过电光调制器转换为光信号,并将光信号通过光纤信道传输至接收端;
S4.在接收端经过光电探测器将光信号转换为电信号,并利用密钥对加密的电信号进行解密,输出原始数据。
2.根据权利要求1所述的基于保守数字混沌的三维Arnold变换的OFDM‑PON物理层加密方法,其特征在于,所述步骤S1中保守数字混沌系统的序列表达式为:其中,dx,dy,dz分别表示对x,y,z进行微分;c表示控制参数;
利用保守数字混沌系统的序列表达式生成三组混沌序列值,分别为:{xn}、{yn}、{zn}。
3.根据权利要求2所述的基于保守数字混沌的三维Arnold变换的OFDM‑PON物理层加密方法,其特征在于,所述步骤S1中将若干组混沌序列进行主成分分析算法PCA处理,选取第一主成分的混沌序列,具体为:选取一维的混沌序列的不同时间延迟来构建d维的混沌相空间,生成的序列空间保持保守混沌特性,混沌序列扩展表达式为:y(i)=(x(i),…,x(i+(d‑1)τ))
其中,x(i)表示一维的混沌序列;i表示混沌序列的序号;τ表示混沌序列的延迟;d表示混沌序列的扩展的维数。
4.根据权利要求1所述的基于保守数字混沌的三维Arnold变换的OFDM‑PON物理层加密方法,其特征在于,所述步骤S2中三维Arnold变换,表示为:其中,(xn,yn,zn)表示数据坐标的位置,(xn+1,yn+1,zn+1)表示经过三维Arnold变换后的坐标索引;N表示OFDM信号的子载波数量;a,b,c,d分别表示Arnold变换的控制变量;Arnold2
变换作为一种保面积变换,保证Arnold变换矩阵的模等于1,d=ab(a+1)+ac‑a‑abc‑1。
5.根据权利要求4所述的基于保守数字混沌的三维Arnold变换的OFDM‑PON物理层加密方法,其特征在于,所述步骤S2中对OFDM信号进行第一层加密是通过三维Arnold变换将OFDM信号中各个位置的点进行重新排列而进行加密的。
6.根据权利要求1所述的基于保守数字混沌的三维Arnold变换的OFDM‑PON物理层加密方法,其特征在于,所述步骤S3中Frank序列,表示为:j2πk/M
f(nM+k+1)=e
2
其中,f(nM+k+1)表示长度为N的Frank序列;N=M,n,k={1,2,…,M‑1};M表示输入序列的长度;n,k分别表示控制变量;
得到Frank序列f={f1,f2…fN}。