[發明專利]一種基于強化學習的無線信道指紋方法

有效

• 申請號: 201510219184.5
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104918249B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 肖亮;劉國隆;李燕
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H04W12/06
• 分類號: H04W12/06;H04W12/04;H04L9/32
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及無線通信網絡安全，特別是涉及一種基于強化學習的無線信道指紋方法。

背景技術

隨著無線通信技術的高速發展，無線產品在人們生活中扮演著越來越重要的角色。然而，不同于傳統的有線網絡，無線網絡由于其傳播媒介特有的開放性，非常容易遭受到惡意攻擊。如在802.11網絡中，攻擊者可以通過ifconfig命令輕易的改變MAC地址，冒充網絡中另外一個合法設備，向接收端發送信息，對接收端造成不利影響。因而，在無線網絡中，辨別發射機的身份，對合法用戶的認證變得非常重要。

許多利用物理層信息提高無線網絡安全性的方法已經被提出來了。C.Corbett等(C.Corbett,R.Beyah,and J.Copeland,“A passive approach to wireless NIC identification,”inProc.IEEE International Conference on Communications,vol.5,pp.2329–2334,June 2006)通過分析頻譜來識別不同類型的無線網卡，從而區分那些使用不同類型無線網卡的用戶。

D.Faria等(D.Faria and D.Cheriton,“Detecting identity-based attacks in wireless networks using signalprints,”inProc.ACM Workshop on Wireless Security,pp.43–52,Los Angeles,CA,Sept.2006.)提出了一種利用多個接入節點的信號強度來區分不同發射機的方法。M.Demirbas等人(M.Demirbas and Y.Song,“An RSSI-based scheme for sybil attack detection in wireless sensor networks,”inProc.International Workshop on Advanced Experimental Activity,pp.564–570,June,2006)提出了一種與之相似的適用于無線傳感網絡的辨別發射機的方法。

A.Varshavsky等(A.Varshavsky,A.Scannell,A.LaMarca,and E.Lara,“Amigo:Proximity-based authentication of mobile devices,”inProc.Int.Conf.Ubiquitous Comput.,2007,pp.1–18.)提出了一種計算周圍共享的WiFi信號的RSSI，通過比較歐氏距離，來對相鄰區域的用戶進行認證。

L.Xiao等(L.Xiao,L.Greenstein,N.Mandayam,and W.Trappe,“Fingerprints in the ether:Using the physical layer for wireless authentication,”in Proc.IEEE International Conference on Communications,Glasgow,Scotland,June 2007.)提出了一種基于信道探測和假設檢驗的物理層認證算法。該算法主要通過檢測當前通信用戶的信道頻率響應與之前存儲的合法通信用戶的信道頻率響應進行比較，判斷當前通信用戶是否為合法用戶。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于強化學習的無線信道指紋方法。

本發明包括以下步驟：

1)無線接收機在M個頻點上預先測量和存儲各用戶發射機的接收信號強度(RSS)，每個用戶發射機的信道指紋由接收機在M個不同頻點測得的RSS構成，即用戶發射機r的信道指紋可表示為H_r＝(RSS₁,RSS₂,...,RSS_n,...,RSS_M)，其中RSS_n為接收機在第n個信道測得的用戶發射機r的RSS，1≤n≤M；無線接收機將存儲的各個用戶發射機的信道指紋作為對該用戶進行物理層認證的參考指紋；