基于無線信道特征的密鑰生成方法研究.pdf

1、無線信道天然的開放性，使得信息的安全傳輸尤其重要。現(xiàn)行移動通信的安全機制主要依賴于基于計算安全的加密體制，而移動環(huán)境下，密鑰的分發(fā)與管理成為實現(xiàn)這種機制的重要挑戰(zhàn)。無線信道固有的互易性、空間唯一性、時變性等特征，為在物理層實現(xiàn)信息論安全意義上的絕對安全提供了可能。本文對基于無線特征的密鑰生成方法進行研究，主要貢獻如下：
　　(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、密鑰隨機性為指標比較了他們的性能。研究結果表明，LCA密鑰生成方法可以生成隨機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，并結合Cascade協(xié)商協(xié)議以及密鑰增強，整體性能與LCA密鑰生成方法相當；HRUBE密鑰生成方法采用了多比特自適應量化（MAQ）和KLT（Karhunen-Loève Transform）去相關處理，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)提出了一種改進的LCA密鑰生成方法。相比于LCA密鑰生成方法，該改進方法對每個匹配子序列的測量值進行累加處理來提高信噪比，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，這種改進方法保留了LCA密鑰生成方法中的協(xié)商機制，即通過公開信道交互匹配子序列的位置信息，實現(xiàn)過程簡單。實驗結果表明，改進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隨機性測試無需密鑰增強。