[發(fā)明專利]一種自適應多頻段協(xié)同安全傳輸方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611060558.4
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106789919B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 錢良;楊峰;丁良輝
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

本發(fā)明涉及一種自適應多頻段協(xié)同安全傳輸方法及裝置，包括以下步驟：步驟1：發(fā)送節(jié)點對原始數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼，并對數(shù)據(jù)進行分組，將原始數(shù)據(jù)分為編碼數(shù)據(jù)分組、系數(shù)矩陣和未編碼分組；步驟2：多頻帶協(xié)同安全傳輸，對編碼數(shù)據(jù)分組信息通過寬帶傳輸；系數(shù)矩陣和原始編碼分組通過窄帶傳輸，其中原始編碼分組即為未編碼分組；步驟3：接收節(jié)點對于接收到的編碼數(shù)據(jù)分組、系數(shù)矩陣和原始編碼分組進行解碼，恢復出原始數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明利用寬帶傳輸數(shù)據(jù)信息，而利用窄帶信息傳輸控制信息和指令信息，確保寬帶通信受到干擾時，系統(tǒng)仍然能夠正常工作，在實際無線通信應用中具有更廣闊的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種無線通信技術領域，尤其是涉及一種自適應多頻段協(xié)同安全傳輸方法及裝置。

背景技術

網(wǎng)絡編碼技術，作為網(wǎng)絡通信領域的一項重要突破，已經(jīng)迅速發(fā)展成為一個重要的研究領域。網(wǎng)絡編碼是一種融合編碼和路由的信息交換技術，其原理為網(wǎng)絡中結點對接收到的多個數(shù)據(jù)分組進行編碼融合，編碼后的數(shù)據(jù)再被中間結點以多點傳送方式進行轉發(fā)，目的結點可依據(jù)相應的編碼系數(shù)進行解碼，從而還原出原始數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡編碼通過允許網(wǎng)絡中間結點對不同數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)的編碼取得網(wǎng)絡最大流傳輸理論的上界，也改變了傳統(tǒng)網(wǎng)絡中結點僅充當數(shù)據(jù)存儲轉發(fā)的角色，從本質上打破了網(wǎng)絡中傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式，推翻了網(wǎng)絡中獨立比特不能被壓縮的結論。

同時，由于無線通信信道的開放性，存在無限通信信息被截獲和被破譯的可能性。但如果敵方設備只能夠截獲無線通信的傳輸信息，而不能破譯接收到信號的內容，則能夠提高整體傳輸信道的安全性，避免信息泄露和非法破譯。

網(wǎng)絡編碼技術根據(jù)編碼矩陣與多個數(shù)據(jù)分組相乘實現(xiàn)組合編碼，使得編碼后的每一個數(shù)據(jù)分組是所有數(shù)據(jù)分組的線性組合。接收端收到足夠數(shù)據(jù)分組后利用其系數(shù)矩陣實現(xiàn)解碼，要求系數(shù)矩陣是滿秩的。對于第三方竊聽者，如果未知系數(shù)矩陣，或者獲得的稀疏矩陣不滿秩，則無法獲取有效數(shù)據(jù)。但是，利用寬帶信道實現(xiàn)跳頻/跳時傳輸，防止被干擾，算法實現(xiàn)復雜度高，通信速率提高困難。而未做物理層安全增強的寬帶通信抗干擾能力差，在受到外界干擾時極有可能導致系統(tǒng)崩潰。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種自適應多頻段協(xié)同安全傳輸方法及裝置，提出寬帶窄帶安全協(xié)同傳輸機制，利用窄帶跳頻保密信道傳輸編碼系數(shù)和極少量未編碼分組，而將其他信息通過寬帶信道傳輸，確保第三方偵聽者只能獲取部分數(shù)據(jù)包，而無法獲取有效數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種自適應多頻段協(xié)同安全傳輸方法，包括以下步驟：

步驟1：發(fā)送節(jié)點對原始數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼，并對數(shù)據(jù)進行分組，將原始數(shù)據(jù)分為編碼數(shù)據(jù)分組、系數(shù)矩陣和未編碼分組；

步驟2：多頻帶協(xié)同安全傳輸，對編碼數(shù)據(jù)分組信息通過寬帶傳輸；系數(shù)矩陣和原始編碼分組通過窄帶傳輸，其中原始編碼分組即為未編碼分組；

步驟3：接收節(jié)點對于接收到的編碼數(shù)據(jù)分組、系數(shù)矩陣和原始編碼分組進行解碼，恢復出原始數(shù)據(jù)。

所述的步驟2)中：由寬帶傳輸編碼數(shù)據(jù)分組信息作為透明數(shù)據(jù)，由窄帶傳輸系數(shù)矩陣和原始編碼分組作為加密數(shù)據(jù)。

所述的多頻帶協(xié)同安全傳輸具體如下：

步驟B1：利用寬帶無線發(fā)送編碼數(shù)據(jù)分組，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸；

步驟B2：利用窄帶跳頻保密信道傳輸編碼系數(shù)矩陣和未編碼分組，利用網(wǎng)絡編碼產(chǎn)生的信息分散性和編譯碼特性，增加了信息被破譯的難度，提高了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的安全性。

所述的傳輸信息進行分組后由寬帶、窄帶兩種不同的信道進行協(xié)同發(fā)送，接收節(jié)點需要同時獲得兩個信道來源的信息才能恢復完整數(shù)據(jù)。

一種自適應多頻段協(xié)同安全傳輸方法的裝置，包括：