基于无线信道特征的密钥生成方法研究

发布时间：2017-11-05 04:15

  本文关键词：基于无线信道特征的密钥生成方法研究

  更多相关文章： 互易性 密钥生成 去相关处理 密钥增强 KLT

【摘要】：无线信道天然的开放性,使得信息的安全传输尤其重要。现行移动通信的安全机制主要依赖于基于计算安全的加密体制,而移动环境下,密钥的分发与管理成为实现这种机制的重要挑战。无线信道固有的互易性、空间唯一性、时变性等特征,为在物理层实现信息论安全意义上的绝对安全提供了可能。本文对基于无线特征的密钥生成方法进行研究,主要贡献如下:(1)分析了三种现有的密钥生成方法,包括LCA、ASBG以及HRUBE密钥生成方法,以密钥生成速率、密钥不一致率、密钥随机性为指标比较了他们的性能。研究结果表明,LCA密钥生成方法可以生成随机密钥且密钥不一致率较低,但是密钥生成速率不高;ASBG密钥生成方法提出一种分块使用量化,并结合Cascade协商协议以及密钥增强,整体性能与LCA密钥生成方法相当;HRUBE密钥生成方法采用了多比特自适应量化(MAQ)和KLT(Karhunen-Loève Transform)去相关处理,提高了密钥生成速率以及密钥的熵,但是牺牲了密钥不一致率。(2)提出了一种改进的LCA密钥生成方法。相比于LCA密钥生成方法,该改进方法对每个匹配子序列的测量值进行累加处理来提高信噪比,使生成密钥的不一致率较低;在量化阶段引入了多比特量化,以提高密钥生成速率;同时,这种改进方法保留了LCA密钥生成方法中的协商机制,即通过公开信道交互匹配子序列的位置信息,实现过程简单。实验结果表明,改进方法在保证密钥不一致率较小的前提下,提高了密钥生成速率,且生成的密钥可通过随机性测试无需密钥增强。(3)提出了利用格型白化滤波器代替KLT实现去相关处理。相关研究表明,KLT实现过程中存在着敏感性问题,即通信两端独立地实现KLT而不通过公开信道交互变换矩阵时,两端生成密钥的不一致率非常高。针对这一问题,提出了密钥生成双方独立利用格型白化滤波器做去相关处理的解决思路。仿真结果表明,采用格型白化滤波器用于去相关处理时无需通过公开信道交换任何信息,提高了密钥生成方法的效率及安全性。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN918.4

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本文编号：1142545