Investigación

 

Encrypted audio transmission via synchronized chaotic Nd: YAG lasers

 

L. Cardoza-Avendaño¹, R.M. López-Gutiérrez¹, C. Cruz-Hernández²*, VV Spirin and R.A. Chavez-Pérez² and A. Arellano-Delgado³

 

¹ Faculty of Engineering Architecture and Design, Baja California Autonomous University (UABC), Km 103 Carretera Tijuana-Ensenada, Ensenada B.C., México.

² Electronics and Telecommunications Department, Scientific Research and Advanced Studies Center of Ensenada (CICESE), Carretera Ensenada-Tijuana No. 3918, Zona Playitas, 22860 Ensenada B.C., México. *(CICESE), Electronics and Telecommunications Department, P.O. Box 434944, San Diego, CA 92143-4944, USA, Phone: +52.646.1750500, Fax: +52.646.1750554, e-mail:ccruz@cicese.mx.

³ Faculty of Engineering Architecture and Design, Baja California Autonomous University (UABC), Km 103 Carretera Tijuana-Ensenada, Ensenada B.C., México.

 

Recibido el 7 de noviembre de 2011
Aceptado el 31 de agosto de 2012

 

Abstract

In this paper, encrypted audio transmission via synchronization of coupled chaotic Nd:YAG lasers in master-slave configuration is numerically studied. In particular, we resort to recent results from complex systems theory to achieve chaos synchronization. So that, enconding, transmission, and decoding of confidential audio messeges in chaotic optical communications are presented. In addition, we show transmission of encrypted audio messages when parameter mismatch and channel noise are considered. In order to illustrate this robustness synchronization property, we present the encrypted transmission of audio messages via an improved chaotic transmitted signal, and we obtain at the receiver that, the original audio message is appropriatelly recovered.

Keywords: Chaos synchronization; encryption; private optical communication; chaotic Nd: YAG laser; complex networks.

 

Resumen

Se estudia numéricamente la transmisión de mensajes cifrados de audio con base en la sincronización de láseres caóticos de Nd: YAG en configuración maestro y esclavo. Para sincronizar los láseres caóticos, apelamos a resultados recientes de la teoría de sincronización de redes complejas. También se presenta el cifrado, transmisión y descifrado de mensajes de audio en comunicaciones (ópticas caóticas. Se estudia la transmisión del mensaje de audio cifrado cuando se varían los parámetros y se agrega ruido al canal. Se muestra la sincronización aproximada del láser esclavo a pesar de las perturbaciones añadidas al laser maestro. Para ilustrar la robustez en la sincronización, se estudia la transmisión de un mensaje de audio encriptado a través de una portadora caótica más compleja y el receptor recupera eficientemente el audio original.

Descriptores: Sincronización de caos; cifrado; comunicaciones ópticas privadas; laser caótico Nd: YAG; redes complejas.

 

PACS: 05.45.-a; 05.45.Gg; 05.45.Pq; 05.45.Vx; 05.45.Xt

 

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Acknowledgments

This work was supported by the CONACYT, México under Research Grant Nos. 166654 and 166039, and by the UABC, México under Research Grant No. 474.

 

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