本发明属于通信，尤其涉及一种双重混沌加密安全传输方法。本发明可在ofdm系统中应用，扩大了密钥空间，能够有效抵抗蛮力攻击，增强ofdm传输系统的安全性能。
背景技术：
1、二十一世纪以来，正交频分复用技术因其具有高频谱效率、抗衰落能力、抗干扰能力强等优点已经成为现代无线通信系统中广泛使用的关键技术之一。而无线通信系统的开放性导致其容易被窃听者攻击而造成信息泄露，所以确保通信安全对于合法通信双方具有重要意义。混沌序列具有高度不可预测性、初值敏感性和随机性与确定性结合等特点，这些特点使其在图像加密领域中具有强大的优势。
2、超混沌henon映射、分数阶混沌映射和lorenz映射等混沌序列已成功用于信息安全传输，越来越多的研究者将混沌加密技术和ofdm系统结合起来进行研究并取得了一定进展。例如基于混沌序列的ofdm-im系统物理层加密方案，混沌序列同时作用于调制符号与子载波索引，但该系统的密钥生成后直接作用于调制符号，在密钥到达调制符号之前有被非合作方窃听的风险。利用星座旋转，混沌iq加扰技术，人工噪声等技术来提高ofdm系统传输信息的安全性。将混沌序列与dft矩阵、神经网络及相位旋转结合创建巨大的密钥空间来提高系统整体的安全性已经成为当前的研究热点。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种双重混沌加密安全传输方法，该方案在ofdm系统中应用，第一重加密首先在神经网络的作用下利用复合混沌序列生成混沌加密矩阵，对经过qam调制后信号的坐标位置进行置乱，第二重加密利用混沌序列控制相位旋转因子对经过离散傅里叶逆变换后的信号进行相位旋转，该方案扩大了密钥空间，能够有效抵抗蛮力攻击，提升了系统的安全性能。
2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种双重混沌加密安全传输方法，包括以下步骤：
4、s1：对二进制序列进行串并转换和16qam调制，得到16qam信号；
5、s2：生成复合混沌序列，将其送入三层神经网络以生成混沌加密矩阵；
6、s3：利用混沌加密矩阵对16qam信号进行置乱处理，得到第一重加密信号；
7、s4：对第一重加密信号进行ifft变换，然后通过复合混沌序列控制相位旋转因子对ifft变换后的信号进行第二重相位旋转加密，加入循环前缀和循环后缀，经过并串转换后发送出去；
8、s5：接收端接收的信号经过串并转换后去除循环前缀和循环后缀，通过相同的相位旋转因子与混沌加密矩阵进行解密，再进行16qam解调与并串转换以恢复二进制序列。
9、进一步地，步骤s2包括以下步骤：
10、s201：给定初值x0，由sine映射、logistic映射及tent映射结合得到复合混沌序列xa，xb，xc，其映射方程如公式(1)所示：
11、
12、其中，xn和xn+1分别为第n次和第n+1次迭代值，μ表示控制参数，μ∈(0，4]，m为μ的指数，其大小影响序列的混沌特性和计算复杂度；
13、在方程(1)的基础上，通过设置不同的初值和控制参数得到相应的序列xa，xb，xc；
14、s202：构建三输入的三层神经网络，所述三层神经网络由输入层、隐含层和输出层组成，神经网络的隐含层输入矩阵q′为：
15、q′＝w1q+b1 (2)
16、其中，w1和b1为输入层到隐含层的权值矩阵和偏置矩阵，数值从序列xb中随机选取；
17、神经网络的输出为：
18、y＝m(t(w2q′+b2)，z) (3)
19、其中，w2和b2为隐含层到输出层的权值矩阵和偏置矩阵，数值从序列xc中随机选取，输出值y＝{y1，y2}；t(x)和m(x)为传递函数，表达式分别为：
20、t(x)＝1/(1+e-x) (4)
21、
22、其中，z为传递函数m(x)的判断参数，0＜z＜1；
23、s203：开始迭代过程，每次迭代时，从复合混沌序列xa中随机选取数据q＝[x1，x2，x3]并送入三输入的三层神经网络；
24、s204：为了保证神经网络每次循环得到的y值具有差异性，在每次迭代过程中参数z按照下式进行更新：
25、z＝(0.3×y)+z0 (6)
26、其中，z0为参数z的初值，取0.5；
27、s205：令混沌加密矩阵为h，将每次更新的y1值和y2值进行如下操作得到矩阵h的一个元素值hij，公式如下：
28、y′1＝ceil(4×y1) (7)
29、y′2＝ceil(4×y2) (8)
30、hij＝(y′1，y′2) (9)
31、其中，y′1和y′2表示对16qam调制后信号的星座点进行置乱的行列位置转换坐标，去除迭代过程中产生的相同位置转换坐标；
32、重复迭代，直到混沌加密矩阵为h达到预设的大小为止，得到最终的混沌加密矩阵。
33、进一步地，步骤s3的具体方式为：令ofdm系统中经过调制后的信号为yq，将yq的星座图表示为位置矩阵r，根据混沌加密矩阵h的元素值(y′1，y′2)，将r中的原始位置替换为(y′1，y′2)，即将矩阵r中的位置索引进行置乱，得到第一重加密信号。
34、进一步地，步骤s4中，对第一重加密信号进行ifft变换，然后通过复合混沌序列控制相位旋转因子对ifft变换后的信号进行第二重相位旋转加密，具体方式为：
35、s401：由式(1)产生相位旋转加密所需的混沌密钥序列xd，则相位旋转因子rn表示为：
36、
37、序列xn∈(0，1)，n＝1，2，…，n，n为混沌序列的长度；
38、s402：令经过ifft后的置乱信号为yh，由相位旋转因子组成的相位旋转矩阵为e，则将yh与e作运算得到加密信号yk，随后加入循环前缀和循环后缀，经过并串转换后将信号发送出去。
39、本发明的有益效果是：
40、1、本发明结合神经网络，利用复合混沌序列作为神经网络的输入层数据，将会使输入数据具有足够的随机性，提高加密效果；
41、2、本发明利用复合混沌序列，在神经网络的作用下生成混沌加密矩阵，对经过16qam调制后的信号进行第一重置乱加密；
42、3、本发明在第一重置乱加密后加入了第二重相位旋转加密，提升了信号的置乱效果；
43、4、本发明构建的双重混沌加密安全传输方法保证了ofdm系统可以进行可靠传输，密钥空间远大于密码学中密钥空间的常规标准2100，系统的安全性得到增强。
1.一种双重混沌加密安全传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种双重混沌加密安全传输方法，其特征在于，步骤s2包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种双重混沌加密安全传输方法，其特征在于，步骤s3的具体方式为：令ofdm系统中经过调制后的信号为yq，将yq的星座图表示为位置矩阵r，根据混沌加密矩阵h的元素值(y'1,y'2)，将r中的原始位置替换为(y'1,y'2)，即将矩阵r中的位置索引进行置乱，得到第一重加密信号。
4.如权利要求3所述的一种双重混沌加密安全传输方法，其特征在于，步骤s4中，对第一重加密信号进行ifft变换，然后通过复合混沌序列控制相位旋转因子对ifft变换后的信号进行第二重相位旋转加密，具体方式为：
