基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案

doi:10.11896/jsjkx.230200169

计算机科学››2024,第51卷››问题（5）: 390-399.数字对象标识：10.11896/jsjkx.230200169

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基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案

赵庚^{1, 2}，吴锐^{1, 2}、马英杰²、黄思杰^{1, 2}、董友恒^2,3

1西安西电大学电信工程学院，邮编710071
2北京电子科学技术研究院电子与通信工程系，北京100070
北京邮电大学网络安全学院，北京100089

收到：2023-02-23 修订过的：2023-07-22 在线：2024-05-15 出版：2024-05-08
关于作者：赵庚，1964年生，博士，教授，博士生导师。主要研究方向为混沌安全通信和信息安全。
吴锐，1997年生，研究生。他的主要研究方向是通信系统和混沌保密通信。
支持单位：
北京市高校尖锐学科建设项目（3201017）和国家自然科学基金（61772047）。

摘要

摘要：无线通信网络的迅速发展导致了传输信息的大幅增加，从而对系统传输效率和通信安全提出了更高的要求。为了满足这些要求，本文提出了一种基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案。最初，设计了一个反馈的基本元胞自动机来增强基本元胞自动机的周期性和伪随机性。将反馈元胞自动机的迭代结果作为扰动归一化并集成到时空混沌系统中。通过分岔图、Lyapunov指数、回归映射分析和随机性测试，验证了加入扰动后系统具有良好的混沌特性。接下来，开发了一种新的三维16进制星座图，将星座点之间的最小欧氏距离扩展6.3%，并将扰动时空混沌系统与三维星座旋转的物理层调制加密相结合。实验仿真结果表明，与其他三维16进制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1dB。此外，对密钥空间、密钥敏感度和统计攻击的安全分析证明了该方案的优越安全性能。

关键词： 时空正交频分复用，三维映射，星座旋转，时空混沌系统，基本细胞自动机

CLC编号：

TN918.1标准

赵庚、吴锐、马英杰、黄思杰、董友恒。基于扰动时空混沌的三维OFDM星座加密方案[J]。计算机科学，2024，51（5）：390-399。

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