面向信息加密的有限域LDPC码设计*

李 广

（陆军工程大学，江苏 南京 210007）

0 引言

随着通信系统的飞速发展，人们的生活发生了翻天覆地的变化。各式各样的智能终端日益普及，基站、卫星星座等一系列通信设备的应用爆发式增长。从最初的短波电报通信到语音通话再到现在的高质量视频通话以及未来可及的三维全息投影通话，人们对高速率、高质量、高可靠性的通信需求从未停止过。目前，4G 通信技术早已全面商用；5G 通信基站正铺天盖地地建设中，已有部分投入商用；未来的6G 时代与5G 相比无论是速率、时延以及覆盖范围都会有质的飞跃。6G 将是一个地面无线与卫星通信协作的全连接、低时延、高可靠的网络。然而无论是星地信道，还是地面的异构网络都具有开放和广播的特性[1]，传输的信号中所承载的信息若不加防范，则很容易被人窃听[2]、伪造和篡改。传统的加密学通过增加密钥熵对通信进行加密，通常在网络层以上进行[3]，但是近年来随着计算力的大幅度提升，对无线通信的质量和速率的要求变得更加严格，传统的加密学已无法满足需求，上层加密面临着巨大的挑战和威胁[4]。

传统加密通信[5]如图1 所示，将加密放在上层，浪费了较多资源。

图1 传统加密编码

本文采用联合加密思想，将物理层信道编码与加密结合的方式对明文进行加密如图2，采用私有[6]低密度奇偶校验（Low Density Parity Check，LDPC）码的校验矩阵对明文加密，在不牺牲纠错性能的前提下提升了信息传输的安全性[7-9]。

图2 物理层联合编……