基于無(wú)線信道特征的密鑰生成方法研究.pdf

1、無(wú)線信道天然的開(kāi)放性，使得信息的安全傳輸尤其重要。現(xiàn)行移動(dòng)通信的安全機(jī)制主要依賴于基于計(jì)算安全的加密體制，而移動(dòng)環(huán)境下，密鑰的分發(fā)與管理成為實(shí)現(xiàn)這種機(jī)制的重要挑戰(zhàn)。無(wú)線信道固有的互易性、空間唯一性、時(shí)變性等特征，為在物理層實(shí)現(xiàn)信息論安全意義上的絕對(duì)安全提供了可能。本文對(duì)基于無(wú)線特征的密鑰生成方法進(jìn)行研究，主要貢獻(xiàn)如下：
　　(1)分析了三種現(xiàn)有的密鑰生成方法，包括LCA、ASBG以及HRUBE密鑰生成方法，以密鑰生成速率、密鑰不一

2、致率、密鑰隨機(jī)性為指標(biāo)比較了他們的性能。研究結(jié)果表明，LCA密鑰生成方法可以生成隨機(jī)密鑰且密鑰不一致率較低，但是密鑰生成速率不高；ASBG密鑰生成方法提出一種分塊使用量化，并結(jié)合Cascade協(xié)商協(xié)議以及密鑰增強(qiáng)，整體性能與LCA密鑰生成方法相當(dāng)；HRUBE密鑰生成方法采用了多比特自適應(yīng)量化（MAQ）和KLT（Karhunen-Loève Transform）去相關(guān)處理，提高了密鑰生成速率以及密鑰的熵，但是犧牲了密鑰不一致率。
　

3、　(2)提出了一種改進(jìn)的LCA密鑰生成方法。相比于LCA密鑰生成方法，該改進(jìn)方法對(duì)每個(gè)匹配子序列的測(cè)量值進(jìn)行累加處理來(lái)提高信噪比，使生成密鑰的不一致率較低；在量化階段引入了多比特量化，以提高密鑰生成速率；同時(shí)，這種改進(jìn)方法保留了LCA密鑰生成方法中的協(xié)商機(jī)制，即通過(guò)公開(kāi)信道交互匹配子序列的位置信息，實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)方法在保證密鑰不一致率較小的前提下，提高了密鑰生成速率，且生成的密鑰可通過(guò)隨機(jī)性測(cè)試無(wú)需密鑰增強(qiáng)。