偏振加密系统以及偏振加密方法转让专利

申请号 : CN202111051939.7

文献号 : CN113783688B

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发明人 : 赵诗华冯锋赵贤觉刘志宏宋爱华李亮蔡亚璇张慧怡柏一奇

申请人 : 中国矿业大学(北京)

摘要 :

本发明涉及一种偏振加密系统以及偏振加密方法。该系统包括:信号发生器、第一通路组件、第一处理器和第一加密模块;信号发生器依次通过第一通路组件和第一处理器与第一加密模块的第一控制端电连接;第一通路组件包括:沿第一射电信号传输路径设置的第一信号发射器、第一起偏器、第一检偏器和第一信号接收器;第一检偏器围绕穿过第一检偏器且垂直于第一检偏器所在平面的旋转轴进行旋转;第一处理器,用于将调整后的第一线偏振信号转换为第一电信号,并根据第一电信号,确定第一控制信号;第一加密模块的输入端,用于接收目标信息;第一加密模块,用于根据第一控制信号,控制自身输入端和输出端的通断。该系统能够可视化展示偏振加密技术的原理。

权利要求 :

1.一种偏振加密系统,其特征在于,包括:信号发生器、第一通路组件、第一处理器和第一加密模块;

所述第一通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第一通路组件的输出端与所述第一处理器的输入端电连接,所述第一处理器的输出端与所述第一加密模块的第一控制端电连接;

所述第一通路组件包括:沿第一射电信号传输路径设置的第一信号发射器、第一起偏器、第一检偏器和第一信号接收器;

所述第一信号发射器用于发射第一射电信号;所述第一起偏器用于将所述第一射电信号调制为第一线偏振信号;所述第一检偏器围绕穿过所述第一检偏器且垂直于所述第一检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,用于根据旋转角度调整所述第一线偏振信号的强度;所述第一信号接收器用于接收调整后的第一线偏振信号;

所述第一处理器,用于将所述调整后的第一线偏振信号转换为第一电信号,并根据所述第一电信号,确定第一控制信号;

所述第一加密模块的输入端,用于接收目标信息;所述第一加密模块,用于根据所述第一控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端的通断。

2.根据权利要求1所述的偏振加密系统,其特征在于,还包括:第二处理器,以及与所述第一通路组件并行的第二通路组件;

所述第二通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第二通路组件的输出端与所述第二处理器的输入端电连接,所述第二处理器的输出端与所述第一加密模块的第二控制端电连接;

所述第二通路组件包括:沿第二射电信号传输路径设置的第二信号发射器、第二起偏器、第二检偏器和第二信号接收器;

所述第二信号发射器用于发射第二射电信号,所述第二起偏器用于将所述第二射电信号调制为第二线偏振信号,所述第二检偏器围绕穿过所述第二检偏器且垂直于所述第二检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,用于根据旋转角度调整所述第二线偏振信号的强度,所述第二信号接收器用于接收调整后的第二线偏振信号;

所述第二处理器,用于将所述调整后的第二线偏振信号转换为第二电信号,并根据所述第二电信号,确定第二控制信号;

所述第一加密模块,用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端的通断。

3.根据权利要求1或2所述的偏振加密系统,其特征在于,还包括:第三处理器、第二加密模块,以及与所述第一通路组件并行的第三通路组件;

所述第三通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第三通路组件的输出端与所述第三处理器的输入端电连接,所述第三处理器的输出端与所述第二加密模块的控制端电连接,所述第二加密模块的输入端与所述第一加密模块的输出端电连接;

所述第三通路组件包括:沿第三射电信号传输路径设置的第三信号发射器、第三起偏器、第三检偏器和第三信号接收器;

所述第三信号发射器用于发射第三射电信号,所述第三起偏器用于将所述第三射电信号调制为第三线偏振信号,所述第三检偏器围绕穿过所述第三检偏器且垂直于所述第三检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,用于根据旋转角度调整所述第三线偏振信号的强度,所述第三信号接收器用于接收调整后的第三线偏振信号;

所述第三处理器,用于将所述调整后的第三线偏振信号转换为第三电信号,并根据所述第三电信号,确定第三控制信号;

所述第二加密模块,用于根据所述第三控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端的通断。

4.根据权利要求1或2所述的偏振加密系统,其特征在于,所述第一起偏器包括多条沿第一方向延伸沿第二方向排列的金属线,所述第一方向与所述第二方向交叉。

5.一种偏振加密方法,其特征在于,由权利要求1所述的偏振加密系统执行;

所述方法,包括:

通过第一起偏器将第一射电信号调制为第一线偏振信号;

根据第一检偏器的旋转角度,调整所述第一线偏振信号的强度;

将调整后的第一线偏振信号转换为第一电信号;

根据所述第一电信号,确定第一控制信号;

根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,包括:若所述第一控制信号为导通控制信号,导通所述第一加密模块的输入端和输出端,并输出目标信息;

若所述第一控制信号为断开控制信号,断开所述第一加密模块的输入端和输出端。

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述偏振加密系统还包括:第二处理器,以及与所述第一通路组件并行的第二通路组件;

所述第二通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第二通路组件的输出端与所述第二处理器的输入端电连接,所述第二处理器的输出端与所述第一加密模块的第二控制端电连接;

所述第二通路组件包括:沿第二射电信号传输路径设置的第二信号发射器、第二起偏器、第二检偏器和第二信号接收器,所述第二检偏器围绕穿过所述第二检偏器且垂直于所述第二检偏器所在平面的旋转轴进行旋转;

所述根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断之前,还包括:通过所述第二起偏器将第二射电信号调制为第二线偏振信号;

根据所述第二检偏器的旋转角度,调整所述第二线偏振信号的强度;

将调整后的第二线偏振信号转换为第二电信号;

根据所述第二电信号,确定第二控制信号;

所述根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,包括:根据所述第一控制信号和所述第二控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一控制信号和所述第二控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,包括:若所述第一控制信号和/或所述第二控制信号为导通控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端导通,并输出目标信息。

9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述偏振加密系统还包括:第三处理器、第二加密模块,以及与所述第一通路组件并行的第三通路组件;

所述第三通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第三通路组件的输出端与所述第三处理器的输入端电连接,所述第三处理器的输出端与所述第二加密模块的控制端电连接,所述第二加密模块的输入端与所述第一加密模块的输出端电连接;

所述第三通路组件包括:沿第三射电无线信号传输路径设置的第三信号发射器、第三起偏器、第三检偏器和第三信号接收器,所述第三检偏器围绕穿过所述第三检偏器且垂直于所述第三检偏器所在平面的旋转轴进行旋转;

所述方法,还包括:

通过所述第三起偏器将第三射电信号调制为第三线偏振信号;

根据所述第三检偏器的旋转角度,调整所述第三线偏振信号的强度;

将调整后的第三线偏振信号转换为第三电信号;

根据所述第三电信号,确定第三控制信号;

根据所述第三控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端的通断。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,包括:若所述第一控制信号为导通控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端导通;

所述根据所述第三控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端的通断,包括:若所述第三控制信号为导通控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端导通,并输出目标信息。

说明书 :

偏振加密系统以及偏振加密方法

技术领域

[0001] 本公开涉及通信加密技术领域,尤其涉及一种偏振加密系统以及偏振加密方法。

背景技术

[0002] 偏振加密在通信加密、量子信息领域有重要应用,是当今科研前沿的热点。偏振加密技术主要是利用光波的偏振特性,以特定偏振角度的光束为传输信息进行加密,防止传输的信息被窃取,提升信息传输的私密性以及安全性。
[0003] 然而,目前的实验教学中,并未有一种能够可视化展示上述偏振加密过程的实验,使得学生难以直观地了解偏振加密的原理。

发明内容

[0004] 本公开提供了一种偏振加密系统以及偏振加密方法,能够可视化展示偏振加密技术的原理。
[0005] 第一方面,本公开提供了一种偏振加密系统,包括:信号发生器、第一通路组件、第一处理器和第一加密模块;
[0006] 所述第一通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第一通路组件的输出端与所述第一处理器的输入端电连接,所述第一处理器的输出端与所述第一加密模块的第一控制端电连接;
[0007] 所述第一通路组件包括:沿第一射电信号传输路径设置的第一信号发射器、第一起偏器、第一检偏器和第一信号接收器;
[0008] 所述第一信号发射器用于发射第一射电信号;所述第一起偏器用于将所述第一射电信号调制为第一线偏振信号;所述第一检偏器围绕穿过所述第一检偏器且垂直于所述第一检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,用于根据旋转角度调整所述第一线偏振信号的强度;所述第一信号接收器用于接收调整后的第一线偏振信号;
[0009] 所述第一处理器,用于将所述调整后的第一线偏振信号转换为第一电信号,并根据所述第一电信号,确定第一控制信号;
[0010] 所述第一加密模块的输入端,用于接收目标信息;所述第一加密模块,用于根据所述第一控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端的通断。
[0011] 可选的,所述偏振加密系统还包括:第二处理器,以及与所述第一通路组件并行的第二通路组件;
[0012] 所述第二通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第二通路组件的输出端与所述第二处理器的输入端电连接,所述第二处理器的输出端与所述第一加密模块的第二控制端电连接;
[0013] 所述第二通路组件包括:沿第二射电信号传输路径设置的第二信号发射器、第二起偏器、第二检偏器和第二信号接收器;
[0014] 所述第二信号发射器用于发射第二射电信号,所述第二起偏器用于将所述第二射电信号调制为第二线偏振信号,所述第二检偏器围绕穿过所述第二检偏器且垂直于所述第二检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,用于根据旋转角度调整所述第二线偏振信号的强度,所述第二信号接收器用于接收调整后的第二线偏振信号;
[0015] 所述第二处理器,用于将所述调整后的第二线偏振信号转换为第二电信号,并根据所述第二电信号,确定第二控制信号;
[0016] 所述第一加密模块,用于根据所述第一控制信号和所述第二控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端的通断。
[0017] 可选的,所述偏振加密系统还包括:第三处理器、第二加密模块,以及与所述第一通路组件并行的第三通路组件;
[0018] 所述第三通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第三通路组件的输出端与所述第三处理器的输入端电连接,所述第三处理器的输出端与所述第二加密模块的控制端电连接,所述第二加密模块的输入端与所述第一加密模块的输出端电连接;
[0019] 所述第三通路组件包括:沿第三射电信号传输路径设置的第三信号发射器、第三起偏器、第三检偏器和第三信号接收器;
[0020] 所述第三信号发射器用于发射第三射电信号,所述第三起偏器用于将所述第三射电信号调制为第三线偏振信号,所述第三检偏器围绕穿过所述第三检偏器且垂直于所述第三检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,用于根据旋转角度调整所述第三线偏振信号的强度,所述第三信号接收器用于接收调整后的第三线偏振信号;
[0021] 所述第三处理器,用于将所述调整后的第三线偏振信号转换为第三电信号,并根据所述第三电信号,确定第三控制信号;
[0022] 所述第二加密模块,用于根据所述第三控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端的通断。
[0023] 可选的,所述第一起偏器包括多条沿第一方向延伸沿第二方向排列的金属线,所述第一方向与所述第二方向交叉。
[0024] 第二方面,本公开提供了一种偏振加密方法,由第一方面提供的任一种偏振加密系统执行;
[0025] 所述方法,包括:
[0026] 通过第一起偏器将第一射电信号调制为第一线偏振信号;
[0027] 根据第一检偏器的旋转角度,调整所述第一线偏振信号的强度;
[0028] 将调整后的第一线偏振信号转换为第一电信号;
[0029] 根据所述第一电信号,确定第一控制信号;
[0030] 根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断。
[0031] 可选的,所述根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,包括:
[0032] 若所述第一控制信号为导通控制信号,导通所述第一加密模块的输入端和输出端,并输出目标信息;
[0033] 若所述第一控制信号为断开控制信号,断开所述第一加密模块的输入端和输出端。
[0034] 可选的,所述偏振加密系统还包括:第二处理器,以及与所述第一通路组件并行的第二通路组件;
[0035] 所述第二通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第二通路组件的输出端与所述第二处理器的输入端电连接,所述第二处理器的输出端与所述第一加密模块的第二控制端电连接;
[0036] 所述第二通路组件包括:沿第二射电信号传输路径设置的第二信号发射器、第二起偏器、第二检偏器和第二信号接收器,所述第二检偏器围绕穿过所述第二检偏器且垂直于所述第二检偏器所在平面的旋转轴进行旋转;
[0037] 所述根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断之前,还包括:
[0038] 通过所述第二起偏器将第二射电信号调制为第二线偏振信号;
[0039] 根据所述第二检偏器的旋转角度,调整所述第二线偏振信号的强度;
[0040] 将调整后的第二线偏振信号转换为第二电信号;
[0041] 根据所述第二电信号,确定第二控制信号;
[0042] 所述根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,包括:
[0043] 根据所述第一控制信号和所述第二控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断。
[0044] 可选的,所述根据所述第一控制信号和所述第二控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,包括:
[0045] 若所述第一控制信号和/或所述第二控制信号为导通控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端导通,并输出目标信息。
[0046] 可选的,所述偏振加密系统还包括:第三处理器、第二加密模块,以及与所述第一通路组件并行的第三通路组件;
[0047] 所述第三通路组件的输入端与所述信号发生器电连接,所述第三通路组件的输出端与所述第三处理器的输入端电连接,所述第三处理器的输出端与所述第二加密模块的控制端电连接,所述第二加密模块的输入端与所述第一加密模块的输出端电连接;
[0048] 所述第三通路组件包括:沿第三射电无线信号传输路径设置的第三信号发射器、第三起偏器、第三检偏器和第三信号接收器,所述第三检偏器围绕穿过所述第三检偏器且垂直于所述第三检偏器所在平面的旋转轴进行旋转;
[0049] 所述方法,还包括:
[0050] 通过所述第三起偏器将第三射电信号调制为第三线偏振信号;
[0051] 根据所述第三检偏器的旋转角度,调整所述第三线偏振信号的强度;
[0052] 将调整后的第三线偏振信号转换为第三电信号;
[0053] 根据所述第三电信号,确定第三控制信号;
[0054] 根据所述第三控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端的通断。
[0055] 可选的,所述根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,包括:
[0056] 若所述第一控制信号为导通控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端导通;
[0057] 所述根据所述第三控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端的通断,包括:
[0058] 若所述第三控制信号为导通控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端导通,并输出目标信息。
[0059] 本公开提供的技术方案中,通过偏振加密系统包括:信号发生器、第一通路组件、第一处理器和加密模块;第一通路组件的输入端与信号发生器电连接,第一通路组件的输出端与第一处理器的输入端电连接,第一处理器的输出端与第一加密模块的第一控制端电连接;第一通路组件包括:沿第一射电信号传输路径设置的第一信号发射器、第一起偏器、第一检偏器和第一信号接收器;第一信号发射器能够发射第一射电信号,第一起偏器能够将第一射电信号调制为第一线偏振信号,第一检偏器可以围绕穿过第一检偏器且垂直于第一检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,并根据旋转角度调整第一线偏振信号的强度,第一信号接收器能够接收调整后的第一线偏振信号,第一处理器能够将调整后的第一线偏振信号转换为第一电信号,并根据第一电信号,确定第一控制信号,第一加密模块能够根据第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,第一加密模块的输入端能够接收目标信息,如此,可以基于第一控制信号对目标信息进行加密,由于第一控制信号是基于第一检偏器的旋转角度确定的,因此,通过第一检偏器的旋转可以调整系统输出的信息,从而能够可视化展示偏振加密技术的原理。

附图说明

[0060] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0061] 为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0062] 图1为本公开提供的一种偏振加密系统的结构示意图;
[0063] 图2为本公开提供的另一种偏振加密系统的结构示意图;
[0064] 图3为本公开提供的又一种偏振加密系统的结构示意图;
[0065] 图4为本公开提供的一种第一起偏器的结构示意图;
[0066] 图5为本公开提供的一种偏振加密方法的流程示意图;
[0067] 图6为本公开提供的另一种偏振加密方法的流程示意图;
[0068] 图7为本公开提供的又一种偏振加密方法的流程示意图;
[0069] 图8为本公开提供的又一种偏振加密方法的流程示意图;
[0070] 图9为本公开提供的又一种偏振加密方法的流程示意图;
[0071] 图10为本公开提供的又一种偏振加密方法的流程示意图。

具体实施方式

[0072] 为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点,下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0073] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开,但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施;显然,说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0074] 图1为本公开提供的一种偏振加密系统的结构示意图,如图1所示,偏振加密系统100包括:信号发生器110、第一通路组件120、第一处理器130和加密模块140。
[0075] 其中,第一通路组件120的输入端与信号发生器110电连接,第一通路组件120的输出端与第一处理器130的输入端电连接,第一处理器130的输出端与第一加密模块140的第一控制端电连接。
[0076] 第一通路组件120包括:沿第一射电信号传输路径设置的第一信号发射器121、第一起偏器122、第一检偏器123和第一信号接收器124。
[0077] 第一信号发射器121用于发射第一射电信号,第一起偏器122用于将第一射电信号调制为第一线偏振信号,第一检偏器123围绕穿过第一检偏器123且垂直于第一检偏器123所在平面的旋转轴O1进行旋转,用于根据旋转角度调整第一线偏振信号的强度,第一信号接收器124用于接收调整后的第一线偏振信号。
[0078] 第一处理器130,用于将调整后的第一线偏振信号转换为第一电信号,并根据第一电信号,确定第一控制信号。第一加密模块140的输入端,用于接收目标信息X,第一加密模块,用于根据第一控制信号,控制第一加密模块140的输入端和输出端的通断。
[0079] 示例性的,如图1所示,信号发生器110产生的第一射电信号通过第一信号发射器121进行发射,第一信号发射器121的发射面为XY平面,第一射电信号的传输方向为Z方向,Z方向与XY平面垂直。第一射电信号从第一信号发生器121射出后传输至第一起偏器122,第一起偏器122的接收面与第一信号发射器121的发射面平行,第一起偏器122可以将第一射电信号调制为第一线偏振信号,即第一起偏器122输出的信号为沿固定方向偏振的信号。
[0080] 第一线偏振信号传输至第一检偏器123,第一检偏器123的接收面与第一起偏器122的接收面平行,第一检偏器123可以在XY平面内进行旋转,旋转轴O1可以是穿过第一检偏器123的中点且与Z方向平行的轴线,第一检偏器123的旋转角度决定了第一检偏器123的偏振方向,从而调整第一检偏器123射出的信号的强度,即调整第一线偏振信号的强度。例如,第一检偏器123的偏振方向与第一起偏器122的偏振方向垂直时,第一检偏器122的输出信号的信号强度为0,第一检偏器123的偏振方向与第一起偏器122的偏振方向平行时,第一检偏器122的输出信号的信号强度即为第一线偏振信号的强度。
[0081] 第一信号接收器124接收第一检偏器123输出的射电信号,并将该信号传输至第一处理器130,第一处理器130可以将接收到的射电信号转换为第一电信号,第一电信号的电压值与射电信号的信号强度成正比例关系,故第一电信号的电压可以反映出第一信号接收器124接收到的射电信号的强度。如此,将第一电信号的电压值与预设的电压值进行比较,若第一电信号的电压值大于等于预设的电压值,则当前接收到的射电信号的强度较大,此时可以生成导通控制信号;若第一电信号的电压值小于预设的电压值,则当前的接收到的射电信号的强度较小,此时可以生成断开的断开控制信号。
[0082] 第一加密模块140可以根据第一处理器130输出的第一控制信号,控制自身输入端和输出端的通断状态,若第一处理器130输出的第一控制信号为导通控制信号,则控制导通第一加密模块140的输入端和输出端,若第一处理器130输出的第一控制信号为断开控制信号,则控制断开第一加密模块140的输入端和输出端。第一加密模块140通过输入端可以接收到目标信息X,将第一控制信号作为目标信息X的密码,若第一控制信号为导通控制信号,第一加密模块140输入端和输出端导通,可以输出目标信息,若第一控制信号为断开控制信号,第一加密模块140输入端和输出端断开,不能输出目标信息,而第一控制信号是基于第一检偏器123的旋转角度,即偏振方向,控制产生的,如此,基于射电信号的偏振特性可以对目标信息进行加密。
[0083] 本实施例中,通过偏振加密系统包括:信号发生器、第一通路组件、第一处理器和加密模块;第一通路组件的输入端与信号发生器电连接,第一通路组件的输出端与第一处理器的输入端电连接,第一处理器的输出端与第一加密模块的第一控制端电连接;第一通路组件包括:沿第一射电信号传输路径设置的第一信号发射器、第一起偏器、第一检偏器和第一信号接收器;第一信号发射器能够发射第一射电信号,第一起偏器能够将第一射电信号调制为第一线偏振信号,第一检偏器可以围绕穿过第一检偏器且垂直于第一检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,并根据旋转角度调整第一线偏振信号的强度,第一信号接收器能够接收调整后的第一线偏振信号,第一处理器能够将调整后的第一线偏振信号转换为第一电信号,并根据第一电信号,确定第一控制信号,第一加密模块能够根据第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,第一加密模块的输入端能够接收目标信息,如此,可以基于第一控制信号对目标信息进行加密,由于第一控制信号是基于第一检偏器的旋转角度确定的,因此,通过第一检偏器的旋转可以调整系统输出的信息,从而能够可视化展示偏振加密技术的原理。
[0084] 可选的,图2为本公开提供的另一种偏振加密系统的结构示意图,图2所示实施例为图1所示实施例的基础上,偏振加密系统100还包括:第二处理器150,以及与第一通路组件120并行的第二通路组件。
[0085] 其中,第二通路组件的输入端与信号发生器110电连接,第二通路组件的输出端与第二处理器150的输入端电连接,第二处理器150的输出端与第一加密模块140的第二控制端电连接。
[0086] 第二通路组件包括:沿第二射电信号传输路径设置的第二信号发射器161、第二起偏器162、第二检偏器163和第二信号接收器164。
[0087] 第二信号发射器161用于发射第二射电信号,第二起偏器162用于将第二射电信号调制为第二线偏振信号,第二检偏器163围绕穿过第二检偏器163且垂直于第二检偏器163所在平面的旋转轴O2进行旋转,用于根据旋转角度调整第二线偏振信号的强度,第二信号接收器164用于接收调整后的第二线偏振信号。
[0088] 第二处理器150,用于将调整后的第二线偏振信号转换为第二电信号,并根据第二电信号,确定第二控制信号。第一加密模块140,用于根据第一控制信号和第二控制信号,控制第一加密模块140的输入端和输出端的通断。
[0089] 示例性的,如图2所示,信号发生器110产生的第二射电信号通过第二信号发射器161进行发射,第二信号发射器121的发射面与第一信号发射器121的发射面平行,第二射电信号的传输方向与第一射电信号的传输方向相同。第二射电信号从第二信号发生器161射出后传输至第二起偏器162,第二起偏器162的接收面与第二信号发射器161的发射面平行,第二起偏器162可以将第二射电信号调制为第二线偏振信号。
[0090] 第二线偏振信号传输至第二检偏器163,第二检偏器163的接收面与第二起偏器162的接收面平行,第二检偏器163也可以在XY平面内进行旋转,旋转轴O2可以是穿过第二检偏器163的中点且与Z方向平行的轴线,第二检偏器163的旋转角度决定了第二检偏器163的偏振方向,从而能够调整第二检偏器163射出的信号的强度,即调整第二线偏振信号的强度。
[0091] 第二信号接收器164接收第二检偏器163输出的信号,并将该信号传输至第二处理器150,第二处理器150可以将接收到的射电信号转换为第二电信号,第二电信号的电压值与射电信号的信号强度成正比例,故第二电信号的电压可以反映出第二信号接收器164接收到的射电信号的强度。如此,将第二电信号的电压值于预设的电压值进行比较,若第二电信号的电压值大于等于预设的电压值,生成导通控制信号;若第二电信号的电压值小于预设的电压值,生成断开控制信号。
[0092] 第一加密模块140包括第一控制端和第二控制端,第一加密模块140的输入端和输出端的通断状态,受控于第一控制端接收的第一控制信号和第二控制端接收的第二控制信号。例如,可以是当第一控制信号和第二控制信号均为导通控制信号,控制导通第一加密模块140的输入端和输出端,第一控制信号和第二控制信号中有一个断开控制信号,控制断开第一加密模块140的输入端和输出端;可以是当第一控制信号和第二控制信号中有一个为导通控制信号,控制导通第一加密模块140的输入端和输出端,第一控制信号和第二控制信号均为断开控制信号,控制断开第一加密模块140的输入端和输出端,本实施例对此不作具体限制。
[0093] 本实施例中,通过偏振加密系统还包括:第二处理器以及与第一通路组件并行的第二通路组件,第二通路组件的输入端与信号发生器电连接,第二通路组件的输出端与第二处理器的输入端电连接,第二处理器的输出端与第一加密模块的第二控制端电连接;第二通路组件包括:沿第二射电信号传输路径设置的第二信号发射器、第二起偏器、第二检偏器和第二信号接收器,第二信号发射器能够发射第二射电信号,第二起偏器能够将第二射电信号调制为第二线偏振信号,第二检偏器能够围绕穿过第二检偏器且垂直于第二检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,并根据旋转角度调整第二线偏振信号的强度,第二信号接收器能够接收调整后的第二线偏振信号,第二处理器能够将调整后的第二线偏振信号转换为第二电信号,并根据第二电信号,确定第二控制信号,第一加密模块能够根据第一控制信号和第二控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,如此,可以基于第一控制信号和第二控制信号对目标信息进行加密,增加了密码的复杂度,从而能够提升目标信息的安全性。
[0094] 可选的,图3为本公开提供的又一种偏振加密系统的结构示意图,图3所示实施例为图1所示实施例的基础上,偏振加密系统100还包括:第三处理器170、第二加密模块180,以及与第一通路组件120并行的第三通路组件。
[0095] 其中,第三通路组件的输入端与信号发生器110电连接,第三通路组件的输出端与第三处理器170的输入端电连接,第三处理器170的输出端与第二加密模块180的控制端电连接,第二加密模块180的输入端与第一加密模块140的输出端电连接。
[0096] 第三通路组件包括:沿第三射电信号传输路径设置的第三信号发射器191、第三起偏器192、第三检偏器193和第三信号接收器194。
[0097] 第三信号发射器191用于发射第三射电信号,第三起偏器192用于将第三射电信号调制为第三线偏振信号,第三检偏器193围绕穿过第三检偏器193且垂直于第三检偏器193所在平面的旋转轴O3进行旋转,用于根据旋转角度调整第三线偏振信号的强度,第三信号接收器194用于接收调整后的第三线偏振信号。
[0098] 第三处理器170,用于将调整后的第三线偏振信号转换为第三电信号,并根据第三电信号,确定第三控制信号。第二加密模块180,用于根据第三控制信号,控制第二加密模块180的输入端和输出端的通断。
[0099] 示例性的,如图3所示,信号发生器110产生的第三射电信号通过第三信号发射器191进行发射,第三信号发射器191的发射面与第一信号发射器121的发射面平行,第三射电信号的传输方向与第一射电信号的传输方向相同。第三射电信号从第三信号发射器191射出后传输至第三起偏器192,第三起偏器192的接收面与第三信号发射器191的发射面平行,第三起偏器192可以将第三射电信号调制为第三线偏振信号。
[0100] 第三线偏振信号传输至第三检偏器193,第三检偏器193的接收面与第三起偏器192的接收面平行,第三检偏器193也可以在XY平面内进行旋转,旋转轴O2可以是穿过第三检偏器193的中点且与Z方向平行的轴线,第三检偏器193的旋转角度决定了第三检偏器193的偏振方向,从而能够调整第三检偏器193射出的信号的强度,即调整第三线偏振信号的强度。
[0101] 第三信号接收器194接收第三检偏器193输出的信号,并将该信号传输至第三处理器170,第三处理器170可以将接收到的射电信号转换为第三电信号,第是电信号的电压值与射电信号的信号强度成正比例,故第三电信号的电压可以反映出第三信号接收器194接收到的射电信号的强度。如此,将第三电信号的电压值于预设的电压值进行比较,若第三电信号的电压值大于等于预设的电压值,生成导通控制信号;若第三电信号的电压值小于预设的电压值,生成断开控制信号。
[0102] 第一加密模块140和第二加密模块180处于级联状态,目标信息X的输出与否,受控于第一加密模块140接收到的第一控制信号和第二加密模块180接收到的第三控制信号,显然,只有当第一控制信号和第三控制信号均为导通控制信号时,控制导通第一加密模块140的输入端和输出端,第二加密模块180的输入端和输出端,目标信息X可以依次通过第一加密模块140和第二加密模块180输出,增加了加设至目标信息的密码的位数,能够增加密码的复杂度。
[0103] 本实施例中,通过偏振加密系统还包括:第三处理器、第二加密模块,以及与第一通路组件并行的第三通路组件,第三通路组件的输入端与信号发生器电连接,第三通路组件的输出端与第三处理器的输入端电连接,第三处理器的输出端与第二加密模块的控制端电连接,第二加密模块的输入端与第一加密模块的输出端电连接;第三通路组件包括:沿第三射电信号传输路径设置的第三信号发射器、第三起偏器、第三检偏器和第三信号接收器,第三信号发射器能够发射第三射电信号,第三起偏器能够将第三射电信号调制为第三线偏振信号,第三检偏器能够围绕穿过第三检偏器且垂直于第三检偏器所在平面的旋转轴进行旋转,并根据旋转角度调整第三线偏振信号的强度,第三信号接收器能够接收调整后的第三线偏振信号,第三处理器能够将调整后的第三线偏振信号转换为第三电信号,并根据第三电信号,确定第三控制信号,第二加密模块能够根据第三控制信号,控制第二加密模块的输入端和输出端的通断,如此,可以基于第一控制信号和第三控制信号对目标信息进行加密,增加了密码的复杂度,从而能够提升目标信息的安全性。
[0104] 图4为本公开提供的一种第一起偏器的结构示意图,如图4所示,第一起偏器122包括多条沿第一方向延伸沿第二方向排列的金属线,第一方向和第二方向交叉。
[0105] 示例性的,如图4所示,第一起偏器122包括多条沿X方向延伸的金属线1221,所有金属线1221沿Y方向进行排列。第一射电信号入射至第一起偏器122,其中,第一起偏器122能够通过第一射电信号中沿Y方向振动的分量,反射沿X方向振动的分量,使得第一起偏器122出射的信号为沿Y方向偏振的线偏振光,即第一线偏振光。在其他实施方式中,多条金属线还可以沿Y方向延伸沿X方向排列,还可以是沿XY平面内的其他方向延伸,并沿XY平面内的其他方向排列,金属线的延伸方向和排列方向交叉。
[0106] 需要说明的是,本公开中的其他起偏器以及所有检偏器也可以采用如图4所示的结构。
[0107] 本实施例中,通过第一起偏器包括多条沿第一方向延伸沿第二方向排列的金属线,第一方向与所述第二方向交叉,起偏器的结构简单,便于制作。
[0108] 基于上述实施例,可选的,第一处理器包括包络检测模块和单片机模块,其中,包络检测模块的输入端与第一信号接收器电连接,包络检测模块的输出端与单片机模块的输入端电连接。
[0109] 包络检测模块,用于将第一信号接收器接收到的射电信号转换为第一电信号。单片机模块,用于根据第一电信号的电压值与预设电压值,确定第一控制信号。
[0110] 可选的,第一处理器还包括低频功率放大器,包络检测模块通过低频功率放大器与单片机模块电连接,低频功率放大器能够放大第一电信号的电压值。
[0111] 可选的,偏振加密系统还包括:功率放大器,第一通路组件的输入端通过功率放大器与信号发生器电连接,起到放大第一射电信号的作用。
[0112] 本公开还提供了一种偏振加密的方法,图5为本公开提供的一种偏振加密方法的流程示意图,图5所示的实施例由上述任一系统实施例来执行,如图5所示,包括:
[0113] S101,通过第一起偏器将第一射电信号调制为第一线偏振信号。
[0114] 第一信号发射器发射的第一射电信号,传输至第一起偏器,第一起偏器能够将第一射电信号调制为沿固定方向偏振的射电信号,即第一线偏振信号。
[0115] S103,根据第一检偏器的旋转角度,调整所述第一线偏振信号的强度。
[0116] 第一检偏器可以在XY平面内进行旋转,旋转轴O1可以是穿过第一检偏器的中点且与Z方向平行的轴线,第一检偏器的旋转角度决定了第一检偏器的偏振方向,从而调整第一检偏器射出的信号的强度,即调整第一线偏振信号的强度。
[0117] S105,将调整后的第一线偏振信号转换为第一电信号。
[0118] 第一信号接收器接收第一检偏器输出的射电信号,并将该信号传输至第一处理器,第一处理器可以将接收到的射电信号转换为第一电信号,第一电信号的电压值与射电信号的信号强度成正比例,故第一电信号的电压可以反映出第一信号接收器接收到的射电信号的强度。
[0119] S107,根据所述第一电信号,确定第一控制信号。
[0120] 示例性的,将第一电信号的电压值与预设的电压值进行比较,若第一电信号的电压值大于等于预设的电压值,则当前接收到的射电信号的强度较大,此时可以生成导通控制信号,即确定第一控制信号为导通控制信号;若第一电信号的电压值小于预设的电压值,则当前的接收到的射电信号的强度较小,此时可以生成断开的断开控制信号,即确定第一控制信号为断开控制信号。
[0121] S109,根据所述第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断。
[0122] 第一加密模块可以根据第一处理器输出的第一控制信号,控制自身输入端和输出端的通断状态。
[0123] 作为执行S109时一种可能的实现方式的具体描述,如图6所示:
[0124] S1091,确定所述第一控制信号是否为导通控制信号。
[0125] 若是,执行S1092;若否,执行S1093。
[0126] 第一控制信号为导通控制信号或者断开控制信号,当第一控制信号不为导通控制信号时,则第一控制信号为断开控制信号。导通控制信号可以为高电平信号,相应的,断开控制信号为低电平信号;导通控制信号也可以为低电平信号,相应的断开控制信号为高电平信号,本实施例对比不作具体限制。
[0127] S1092,导通所述第一加密模块的输入端和输出端,并输出目标信息。
[0128] 若第一控制信号为导通控制信号,控制导通第一加密模块的输入端和输出端,第一加密模块通过输入端接收到的目标信息可以通过第一加密模块的输出端输出。
[0129] S1093,断开所述第一加密模块的输入端和输出端。
[0130] 若第一控制信号不为导通控制信号,即第一控制信号为断开控制信号,则控制断开第一加密模块的输入端和输出端,第一加密模块通过输入端接收到的目标信息无法通过输出端输出,即此种情况下无目标信息输出。
[0131] 综上所述,第一加密模块的输入端和输出端导通时,可以输出目标信息,第一加密模块的输入单和输出端断开时,无法输出目标信息,而第一加密模块的输入端和输出端的通断受控于第一控制信号,第一控制信号则是基于第一检偏器的旋转角度,即偏振方向,控制产生的,故而基于射电信号的偏振特性可以对目标信息进行加密。
[0132] 本实施例中,通过第一起偏器将第一射电信号调制为第一线偏振信号;根据第一检偏器的旋转角度,调整所述第一线偏振信号的强度;根据第一电信号,确定第一控制信号,根据第一控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,能够基于第一控制信号对目标信息进行加密,由于第一控制信号是基于第一检偏器的旋转角度确定的,因此,通过第一检偏器的旋转可以调整输出的信息,从而能够可视化展示偏振加密技术的原理。
[0133] 图7为本公开提供的又一种偏振加密方法的流程示意图,图7所示的实施例由图2所示的偏振加密系统来执行,图7所示实施例为图5所示实施例的基础上,执行S109之前还包括:
[0134] S201,通过所述第二起偏器将第二射电信号调制为第二线偏振信号。
[0135] 第二信号发射器发射的第二射电信号,传输至第二起偏器,第二起偏器能够将第二射电信号调制为沿固定方向偏振的射电信号,即第二线偏振信号。
[0136] S203,根据所述第二检偏器的旋转角度,调整所述第二线偏振信号的强度。
[0137] 第二检偏器可以在XY平面内进行旋转,旋转轴O2可以是穿过第二检偏器的中点且与Z方向平行的轴线,第二检偏器的旋转角度决定了第二检偏器的偏振方向,从而调整第二检偏器射出的信号的强度,即调整第二线偏振信号的强度。
[0138] S205,将调整后的第二线偏振信号转换为第二电信号。
[0139] 第二信号接收器接收第二检偏器输出的射电信号,并将该信号传输至第二处理器,第二处理器可以将接收到的射电信号转换为第二电信号,第二电信号的电压值与射电信号的信号强度成正比例,故第二电信号的电压可以反映出第二信号接收器接收到的射电信号的强度。
[0140] S207,根据所述第二电信号,确定第二控制信号。
[0141] 示例性的,将第二电信号的电压值与预设的电压值进行比较,若第二电信号的电压值大于等于预设的电压值,则当前接收到的射电信号的强度较大,此时可以生成导通控制信号,即确定第二控制信号为导通控制信号;若第二电信号的电压值小于预设的电压值,则当前的接收到的射电信号的强度较小,此时可以生成断开的断开控制信号,即确定第二控制信号为断开控制信号。
[0142] 执行S109的另一种可能的实现方式的具体描述,如图7所示:
[0143] S209,根据所述第一控制信号和所述第二控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断。
[0144] 第一加密模块可以根据第一处理器输出的第一控制信号,以及第二处理输出的第二控制信号,控制自身输入端和输出端的通断状态。
[0145] 作为执行S209时的一种可能的实现方式的具体描述,如图8所示:
[0146] S209’,若所述第一控制信号和/或所述第二控制信号为导通控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端导通,并输出目标信息。
[0147] 第一加密模块受控于第一控制信号和第二控制信号,示例性的,可以是第一控制信号为导通控制信号,且第二控制信号为断开控制信号时,控制导通第一加密模块的输入端和输出端,第一加密模块通过输入端接收到的目标信息可以通过第一加密模块的输出端输出。将一个控制信号作为密码的一位,本实施例中包括两个控制信号,则增加了密码的位数,增加了密码的复杂度。
[0148] 在其他实施方式中,可以是第一控制信号为断开控制信号,且第二控制信号为导通控制信号时,控制导通第一加密模块的输入端和输出端,第一加密模块通过输入端接收到的目标信息可以通过第一加密模块的输出端输出。还可以是,第一控制信号为导通控制信号,且第二控制信号为导通控制信号时,控制导通第一加密模块的输入端和输出端,第一加密模块通过输入端接收到的目标信息可以通过第一加密模块的输出端输出,本实施例对此不作具体限制。
[0149] 本实施例中,通过第二起偏器将第二射电信号调制为第二线偏振信号;根据第二检偏器的旋转角度,调整第二线偏振信号的强度;将调整后的第二线偏振信号转换为第二电信号;根据第二电信号,确定第二控制信号;根据第一控制信号和第二控制信号,控制第一加密模块的输入端和输出端的通断,可以基于第一控制信号和第二控制信号对目标信息进行加密,增加了密码的复杂度,能够提升目标信息的安全性。
[0150] 图9为本公开提供的又一种偏振加密方法的流程示意图,图9所示的实施例由图3所示的偏振加密系统来执行,图9所示实施例为图5所示实施例的基础上,还包括:
[0151] S301,通过所述第三起偏器将第三射电信号调制为第三线偏振信号。
[0152] 第三信号发射器发射的第三射电信号,传输至第三起偏器,第三起偏器能够将第三射电信号调制为沿固定方向偏振的射电信号,即第三线偏振信号。
[0153] S303,根据所述第三检偏器的旋转角度,调整所述第三线偏振信号的强度。
[0154] 第三检偏器可以在XY平面内进行旋转,旋转轴O3可以是穿过第三检偏器的中点且与Z方向平行的轴线,第三检偏器的旋转角度决定了第三检偏器的偏振方向,从而调整第三检偏器射出的信号的强度,即调整第三线偏振信号的强度。
[0155] S305,将调整后的第三线偏振信号转换为第三电信号。
[0156] 第三信号接收器接收第三检偏器输出的射电信号,并将该信号传输至第三处理器,第三处理器可以将接收到的射电信号转换为第三电信号,第三电信号的电压值与射电信号的信号强度成正比关系,故第三电信号的电压可以反映出第三信号接收器接收到的射电信号的强度。
[0157] S307,根据所述第三电信号,确定第三控制信号。
[0158] 示例性的,将第三电信号的电压值与预设的电压值进行比较,若第三电信号的电压值大于等于预设的电压值,则当前接收到的射电信号的强度较大,此时可以生成导通控制信号,即确定第三控制信号为导通控制信号;若第三电信号的电压值小于预设的电压值,则当前的接收到的射电信号的强度较小,此时可以生成断开的断开控制信号,即确定第三控制信号为断开控制信号。
[0159] S309,根据所述第三控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端的通断。
[0160] 第二加密模块可以根据第三处理器输出的第三控制信号,控制自身输入端和输出端的通断状态,第一加密模块和第二加密模块处于级联状态,目标信息的输出与否,受控于第一加密模块接收到的第一控制信号和第二加密模块接收到的第三控制信号。
[0161] 若第三控制信号为导通控制信号,控制导通第二加密模块的输入端和输出端;若第三控制信号为断开控制信号,则控制断开第二加密模块的输入端和输出端,第二加密模块通过输入端接收到的第一加密模块输出的目标信息无法通过输出端输出,即此种情况下无目标信息输出。将一个控制信号作为密码的一位,本实施例中包括两个控制信号,则增加了密码的位数,增加了密码的复杂度。
[0162] 本实施例中,通过第三起偏器将第三射电信号调制为第三线偏振信号;根据第三检偏器的旋转角度,调整第三线偏振信号的强度;将调整后的第三线偏振信号转换为第三电信号;根据第三电信号,确定第三控制信号;根据第三控制信号,控制第二加密模块的输入端和输出端的通断,可以基于第一控制信号和第三控制信号对目标信息进行加密,增加了密码的复杂度,从而能够提升目标信息的安全性。
[0163] 图10为本公开提供的又一种偏振加密方法的流程示意图,图9所示实施例为图5所示实施例的基础上,执行S109时的又一种可能的实现方式的具体描述,如下:
[0164] S109’,若所述第一控制信号为导通控制信号,控制所述第一加密模块的输入端和输出端导通。
[0165] 若第一控制信号为导通控制信号,控制导通第一加密模块的输入端和输出端,第一加密模块通过输入端接收到的目标信息可以通过第一加密模块的输出端输出至第三控制模块的输入端。
[0166] 继续参见图10,执行S309时的一种可能的实现方式的具体描述,如下:
[0167] S309’,若所述第三控制信号为导通控制信号,控制所述第二加密模块的输入端和输出端导通,并输出目标信息。
[0168] 若第三控制信号为导通控制信号,控制导通第二加密模块的输入端和输出端,第一加密模块输出的目标信息,可以通过第二加密模块的输出端输出。
[0169] 需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个…”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0170] 以上所述仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。