基于无线多径信道参数的密钥生成方案

张新蜜,徐 明

(上海海事大学 信息工程学院,上海 201306)

0 概述

由于信息的飞速发展,人们交流信息的主要方式是通过无线通信。然而因为无线网络具有的广播特征,使得无线信道比有线信道更易于受到各式各样的信息威胁,例如恶意篡改、偷取消息、窃听、干扰等行为导致密钥的分发与管理需要十分严密的协议,实现复杂[1-2],并且一旦物理层的密钥信息被泄露,将使得传输信息完全暴露。因为无线信道通信材料的限制,现实生活中采用原有的信息保密方法会越来越提高系统的复杂度[3]。

在现今的无线信道安全研究上,人们研究主要集中在安全容量[4]和密钥生成[5]2个方面。目前在无线通信上的安全研究有基于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)、载波信息、时延等作为密钥生成的参数但都存在各自的缺点。利用物理层信道互异性和独一性等特征的物理层安全来实现通信双方的密钥生成和信息加密,因此,现今存在的物理层保密技术是以窃听模型为基础。

目前在无线多径信道上的密钥研究有:文献[6]给出了在无线信道上针对信号接收强度多电平量化的一种改进方案。文献[7]提出了通过提取信道中传输的各子载波相位来生成密钥的一种方案,并利用Hash函数来实现安全密钥的相同性确认。然而这种方法只针对特定的衰落信道有用,并没有扩展到以外的衰落环境。文献[8]给出了利用超宽带(Ultra-Wide Band,UWB)信号中传输的包络来生成密钥的一种方案,并用汉明分组码来实现密钥相同性校正。……