[發明專利]一種提取信道特征的方法及網絡設備

在審

• 申請號: 201611270754.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108270559A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 陳東;楊超;張軍;孫軍平;胡亨捷
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;西安電子科技大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04W24/08
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本發明實施例提供一種提取信道特征的方法及網絡設備，涉及通信領域，解決提取無線信道特征時的樣本相關性不高和提取速率過慢的問題。具體方案包括：第一網絡設備在鏈路層接收第二網絡設備發送的參考數據包；第一網絡設備根據參考數據包，提取第一網絡設備與第二網絡設備間的信道特征。本發明用于提取信道特征。

技術領域

本發明涉及通信領域，尤其涉及一種提取信道特征的方法及網絡設備。

背景技術

安全密鑰的建立是兩個實體間秘密通信的基本要求。目前，對稱加密、公鑰加密和量子加密等方案已經得到普遍應用。但是，這些加密方案在安全性、成本上存在諸多缺陷，使得應用的局限性很大。

在此基礎上，更輕量級并且更加靈活的、利用無線信道的物理特性在兩個實體間生成加密密鑰的加密方案應運而生。由于無線信號的空時唯一性、短時互易性、快速時變性及不可預測性等特征，使得利用基于無線信道特性提取的密鑰作為會話密鑰加密通信信道，攻擊者很難破解會話密鑰。

在利用無線信道的物理特性在兩個實體間生成加密密鑰時，需先采用數據包交互與邏輯控制機制提取無線信道的特征。在提取無線信道特征的過程中，收發雙發記錄信道特征信息的時間間隔τ，是度量信道特征樣本相關性的重要參數，τ越小表示信道特征樣本相關性越強，后續根據樣本生成的密鑰準確度也越高。

當前，無線信道特征樣本提取技術采用的數據包交互和邏輯控制機制是基于網絡層的ping工具。由于網絡層的路由及協議控制等流程，以及網絡側數據包到達鏈路層后的重傳確認機制，大大增加了特征樣本時間間隔τ，造成提取無線信道特征時的樣本相關性不高。

發明內容

本發明實施例提供一種提取信道特征的方法及網絡設備，解決提取無線信道特征時的樣本相關性不高和提取速率過慢的問題。

第一方面，本發明實施例提供一種提取信道特征的方法，包括：第一網絡設備在鏈路層接收第二網絡設備發送的參考數據包；第一網絡設備根據參考數據包，提取第一網絡設備與第二網絡設備間的信道特征。

本發明實施例提供的提取信道特征的方法，由于用于提取信道特征的參考數據包是在鏈路層交互，相比網絡層交互數據包，省略了路由、協議控制等流程，可以簡化數據包的交互過程，大大減少了收發雙發提取信道特征的時間間隔，也就是減少了特征樣本時間間隔。在采用信道特征生成密鑰加密通信時，能很好的增加信道特征樣本的相關性，提高密鑰的準確性及提取速率。

其中，第一網絡設備、第二網絡設備互為通信雙方。第一網絡設備可以為通信中的發送方，通過向第二網絡設備發送探測數據包，第二網絡設備則反饋探測數據包的響應數據包，即為上述參考數據包。或者，第一網絡設備可以為通信中的接收方，接收第二網絡設備發送探測數據包，即為上述參考數據包，并向第二網絡設備反饋探測數據包的響應數據包。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，本發明實施例提供的提取信道特征的方法還可以包括：第一網絡設備生成信標數據包，并通過鏈路層向第二網絡設備發送信標數據包；參考數據包為所述信標數據包的響應數據包。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，當第一網絡設備為接收端網絡設備，在第一網絡設備在鏈路層接收第二網絡設備發送的參考數據包之后，該方法還可以包括：第一網絡設備通過鏈路層向第二網絡設備發送參考數據包的響應數據包；參考數據包的響應數據包用于指示第一網絡設備已成功接收參考數據包。

結合第一方面或上述任一種可能的實現方式，在另一種可能的實現方式中，上述信標數據包可以包括鏈路層管理幀。由于802.11中鏈路層的管理幀不存在重傳控制機制和確認機制的干擾，進一步減少了收發雙發提取信道特征的時間間隔，也就是減少了特征樣本時間間隔，增加了信道特征樣本的相關性，在采用信道特征生成密鑰加密通信時，更好的提高了密鑰的準確性。