混沌序列加密：负保密容量下的高效Polar码方案

"本文提出了一种基于混沌序列的polar码加密方案，适用于保密容量为负的情况，旨在保证通信的可靠性、安全性和传输效率。通过混沌序列加密信息序列和填充冻结比特，结合多块polar编码结构，实现了低复杂度和高安全传输速率。" 在无线通信领域，保密性是至关重要的，特别是在保密容量为负的情况下，即编码后的信道容量不足以支持无错误传输。在这种情况下，传统的加密方法可能无法有效保障通信的安全。针对这一问题，该研究提出了一种创新的polar码加密方案。 polar码是一种新兴的信道编码技术，由Erdal Arikan在2009年提出，因其理论上可以实现香农限而受到广泛关注。它通过将比特串经过一系列的转换，使得一部分比特（称为冻结比特）在解码过程中可被可靠地恢复，而另一部分比特则承载主要的信息。在保密容量为负的情况下，传统的polar码可能会导致信息泄露。为此，文章中引入了混沌序列，这是一种非线性动力系统的随机输出，具有良好的随机性和不可预测性，适合用于加密。 首先，混沌序列被用来加密信息序列，增加了敌手破解的难度。其次，这些混沌序列还用于填充冻结比特，进一步增强了编码的保密性。与此同时，多块polar编码结构的应用使得编码过程更加灵活，能够在保持低复杂度的同时提高编码效率。 论文通过数学证明和理论分析，从三个方面验证了该方案的优越性：可靠性、安全性以及传输效率。可靠性是指在保密容量为负的情况下，该方案仍能保证数据的正确解码；安全性是指混沌序列的加密使得信息难以被截获和解析；传输效率是指在确保安全性的前提下，能够实现较高的传输速率。 这项研究为保密容量为负的通信环境提供了一个有效的解决方案，通过混沌序列与polar码的结合，实现了在保证通信安全性和可靠性的基础上，提升安全传输速率，同时降低了实施复杂度，这对于未来无线通信和网络安全领域具有重要的理论和实践意义。