[發明專利]一種利用物理層信息識別偽裝WiFi的方法和系統

有效

• 申請號: 201710169111.9
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106973387B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 王韜;李曉光;吳浩洋;呂松武
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04W12/12
• 分類號: H04W12/12;H04W84/12
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

1.一種利用物理層信息識別偽裝WiFi的方法，包括對物理層信息的采集處理過程和對偽裝WiFi的識別過程；所述對物理層信息的采集處理過程是對WiFi接收端接收到的信號采集物理層信息，所述采集的物理層信息是與設備相關性高、與環境相關性低的物理層信息，再從物理層信息中計算得到物理層特征；

所述物理層特征包括頻偏特征、星座點偏移特征、相關度特征；所述從物理層信息中計算得到物理層特征包括如下步驟：

B1.計算頻偏特征：每一個物理層幀前面有160個采樣點組成的短訓練字和160個采樣點組成的長訓練字，選取短訓練字的后80個采樣點進行計算，計算相距16個采樣點的兩個采樣點的相位差，對多采樣點計算得到多個相位差，再求平均值，作為單個幀的頻偏特征；

B2.計算星座點偏移特征：選取長訓練字，計算每個采樣點到理論值的偏差向量，再對160個長訓練字的采樣點的偏差向量求平均，得到單幀的星座點偏移特征；

B3.計算相關度特征：選擇短訓練字進行相關度計算，將接收信號的短訓練字的160個采樣值與理論值進行一一比對，根據相關度公式求出歸一化的相關系數，作為單幀的相關度特征；

所述對偽裝WiFi的識別過程是：根據所述物理層特征，對WiFi接收端接收到的信號的物理層幀的來源進行識別，識別來源是否是偽裝WiFi還是真實WiFi。

2.如權利要求1所述方法，其特征是，所述采集的物理層信息包括接收信號的頻率偏移、接收信號的星座點偏移、接收信號與發送信號的相關度；具體是通過計算接收信號的周期性得到頻率偏移；通過對比接收值與理論值的幅度比得到與發送信號的相關度；通過在星座圖上計算接收值對應的星座點與理論星座點的偏移向量，得到星座點偏移值。

3.如權利要求1所述方法，其特征是，所述對WiFi接收端接收到的信號的物理層幀的來源進行識別，具體是：

對WiFi接收端接收到的當前WiFi的信號，根據計算得到當前WiFi的物理層特征，首先判斷是否已記錄過與當前WiFi的BSSID相同的真實WiFi；

若有真實WiFi的記錄，則將當前WiFi的物理層特征與真實WiFi的物理層特征進行對比，計算得到二者的差異值，再通過設定判決閾限來識別，將當前WiFi記錄為偽裝WiFi或真實WiFi；

若沒有真實WiFi的記錄，則暫時記錄為未驗證的WiFi；再由用戶手動指定該WiFi是否為可信任的真實WiFi；

若用戶此時指定當前WiFi為可信任，則將未驗證的WiFi記錄為真實WiFi；

由此實現利用物理層信息識別偽裝WiFi。

4.一種可識別偽裝WiFi的WiFi系統，所述WiFi系統在GRT系統的基礎上還包括物理層信息采集接口、物理層特征計算模塊、偽裝WiFi判定模塊和用戶交互接口；其中，所述GRT系統是實現WiFi 802.11a/g協議、支持物理層和MAC層編程的基于FPGA的WiFi開放平臺；GRT系統的WiFi接收端多個級聯的數據處理模塊按數據流方向包括時間同步模塊、頻偏糾正模塊、去保護間隔模塊、FFT模塊、信道估計模塊、相位跟蹤模塊、解星座映射模塊、解交織模塊、Viterbi譯碼模塊、解擾碼模塊；

所述物理層信息采集接口，用于在接收端數據處理模塊中引出所需的物理層信息，傳輸給物理層特征計算模塊；

所述物理層特征計算模塊，用于根據物理層信息計算出設備相關性高的物理層特征；

所述偽裝WiFi判定模塊，用來記錄真實WiFi的物理層特征，并將當前信號的物理層特征與真實WiFi的物理層特征進行比對，判定是否是偽裝WiFi；

所述用戶交互接口，包括用戶輸入當前WiFi是否是可信任的真實WiFi的接口、輸出給用戶當前WiFi是否是真實WiFi的接口、用戶控制發送端是否回復剛才接收到的包的接口。

5.如權利要求4所述系統，其特征是，所述物理層信息采集接口包括頻偏接口、星座點偏移接口和相關度接口；分別從時間同步模塊、頻偏糾正模塊、解星座映射模塊中引出；所述物理層信息采集接口采集到的物理層信息通過GRT系統提供的USB通信庫發送到主機上，傳輸給物理層特征計算模塊。

6.如權利要求5所述系統，其特征是，所述頻偏接口，包含一個16位寬的當前幀的頻偏值和一個1位寬的有效信號；所述星座點偏移接口，包含兩個16位寬的偏移值和1位寬的有效信號，兩個16位寬的偏移值分別是實部和虛部的偏移值；所述相關度接口，包含一個32位寬的相關度和1位寬的有效信號。