近日,空间电磁探测技术实验室在山东大学攀登计划创新团队及基金委重大项目课题和面上项目等支持下,针对包含太阳射电爆发精细结构的太阳射电频谱图网络传输安全问题,提出了一种基于变参数混沌系统和DNA动态编码的太阳射电频谱图加密算法,有效地满足了太阳射电频谱图网络传输高安全性、高重构质量的需求。相应研究成果以“A novel solar radio spectrogram encryption algorithm based on parameter variable chaotic systems and DNA dynamic encoding”为题发表在主流期刊Physica Scripta (IF:2.487)上,该期刊由英国物理学会和瑞典皇家科学院联合主办。实验室硕士生申玉鹏为该论文的第一作者,严发宝老师为论文的通讯作者,山东大学为论文第一单位。
图 太阳射电频谱图加密算法架构
太阳射电爆发不仅携带着爆发区域的参数特征和辐射机制等诸多物理信息,而且也是引发通讯网络瘫痪、电力设备故障和灾难性空间天气的源头。太阳射电频谱图作为记录太阳活动信息的载体,是探究太阳活动基本规律、物理过程以及精确预警太阳射电爆发事件不可或缺的工具。然而,在网络传输过程中,记载有珍贵太阳射电爆发信息的太阳射电频谱图极易被恶意截取及篡改。因此,在频谱图传输之前,对其进行高复杂度、高安全性的加密处理,已经成为亟待解决的技术难题。
在本项研究工作中,我们提出了一种基于变参数混沌系统和DNA动态编码,并结合SHA-256算法的太阳射电频谱图加密算法。实际测试结果证明,该算法不仅可以有效的抵御差分攻击、统计攻击、穷举攻击等恶意攻击手段,而且具有较高的加密效率以及优越的加密性能。与传统算法相比,该算法具有复杂度高、密钥空间大、抗常规攻击能力强、安全性高等诸多优点。该研究成果已经成功应用于由山东大学空间电磁探测技术实验室建设的槎山太阳射电观测站。
空间电磁探测技术实验室于2018年由空间科学研究院、机电与信息工程学院联合成立,是山东大学“太阳爆发及其对行星空间环境的影响”攀登团队的重要组成部分。实验室围绕科学创新和国家战略重大需求,聚焦太阳射电高性能探测、综合孔径成像等关键技术难题,获得国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目、重大项目课题、国家重大科技基础设施(子午工程II期)等项目支持,积极推动多学科汇聚融合交叉创新。
论文相关信息:https://doi.org/10.1088/1402-4896/ac65bf