無線物理層安全認(rèn)證研究.pdf

1、無線通信的飛速發(fā)展以及基于移動終端業(yè)務(wù)的增長，使得保證無線通信的安全既重要又具有挑戰(zhàn)性。相對于有線網(wǎng)絡(luò)，無線鏈路具有開放特性，更容易遭受竊聽、篡改、偽造等攻擊。受無線通信安全需求的驅(qū)動，準(zhǔn)確認(rèn)證通信用戶的身份至關(guān)重要。目前國內(nèi)外一些學(xué)者對無線物理層安全認(rèn)證頗為關(guān)注，利用無線物理層資源的一些獨特性質(zhì)解決安全認(rèn)證問題也成為了研究熱點。
　　無線物理層認(rèn)證利用無線衰落信道的隨機(jī)性和互易性等特點，在物理層識別通信用戶的身份，與網(wǎng)絡(luò)上層安全

2、協(xié)議相結(jié)合進(jìn)一步加強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)的安全性。本文研究的物理層認(rèn)證算法分為兩大類：不存在中繼節(jié)點的PHY-PCRAS和PHY-CRAM、存在中繼節(jié)點的PHY-CRAMR和PHY-AUR。
　　本論文的主要研究工作和創(chuàng)新如下：
　?。?）研究了PHY-PCRAS算法采用多進(jìn)制相移鍵控（M-ary Phase Shift Keying，MPSK）的認(rèn)證性能，仿真結(jié)果表明：子載波數(shù)目固定時，高階調(diào)制的認(rèn)證性能好；密鑰長度固定時，低階調(diào)制的

3、認(rèn)證性能好。
　　（2）研究了PHY-PCRAS算法應(yīng)用于正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）系統(tǒng)時子信道頻域的相關(guān)性，以及相關(guān)性對認(rèn)證性能的影響。仿真結(jié)果表明：子信道頻域的相關(guān)性隨著子信道間距的增大呈指數(shù)趨勢減小，并且子信道相關(guān)性越小，認(rèn)證性能越好。
　?。?）從理論上推導(dǎo)出PHY-CRAM算法的成功認(rèn)證概率和錯誤接收概率均可用Marcum Q函數(shù)計

4、算，以及認(rèn)證準(zhǔn)則中相關(guān)系數(shù)服從萊斯分布，密鑰越長，其概率密度曲線與萊斯分布吻合地越好。
　?。?）對PHY-CRAMR和PHY-AUR的接受者操作特性曲線（Receiver Operating Characteristic Curve，ROC）進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明：Rural信道下的認(rèn)證性能比Urban信道好，且同一信道模型下，密鑰長度不變時，這兩種算法均是隨著信噪比的增大認(rèn)證性能變好；信噪比不變時，密鑰長度對PHY-CRA