[發明專利]一種物聯網中基于信道反饋的噴泉編碼抗竊聽傳輸方法

有效

• 申請號: 201710625711.1
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107222284B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 余川;孫黎
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04K1/06
• 分類號: H04K1/06;H04L1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

本發明公開了一種物聯網中基于信道反饋的噴泉編碼抗竊聽傳輸方法，包括以下步驟：在第k個時隙，當合法接收端Bob成功接收該當前時隙發送的編碼包時，則選擇一個合法接收端Bob未解碼的原始數據包，然后進行編碼，再將編碼的結果作為下一時隙發送的編碼包；否則，則將當前時隙發送的編碼包作為下一時隙的編碼包；3)判斷合法接收端Bob未解碼的原始數據包集合U是否為空集，當合法接收端Bob未解碼的原始數據包集合U不為空集時，則轉至步驟2)，當合法接收端Bob未解碼的原始數據包集合U為空集時，則合法接收端Bob已經接收到所有的原始數據包，合法接收端Bob根據接收到所有原始數據包恢復出源文件，該傳輸方法抗竊聽性能較好，安全性較高。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種物聯網中基于信道反饋的噴泉編碼抗竊聽傳輸方法。

背景技術

過去幾年，隨著無線通信技術的飛速發展及其廣泛應用，無線網絡安全問題也受到了越來越多的關注。

目前，傳統的保障安全傳輸的主流方法是通過加密實現的，但是，未來眾多的無線業務對安全等級的需求千變萬化，加密方法也難以滿足其需求。與傳統加密技術相比，物理層安全技術的基本思想是利用無線通信技術將無線信道中的各種衰落、噪聲以及干擾因素轉變為對抗竊聽的工具，從而實現物理層的安全傳輸。并且從應用的角度來看，還具有易實現、易維護等優點。

噴泉編碼憑借其特有優勢在數據廣播以及存儲等方面應用較多，但卻很少將它運用到網絡安全問題上。根據噴泉碼的基本特性將其應用到網絡安全上是可行的，只要合法接收用戶能夠先于竊聽者累積到所需的噴泉碼數據包就可以保障傳輸的安全性。因此，針對傳統保障安全方法的缺點以及噴泉編碼在物理層編碼保障安全傳輸的可行信，研究一種具體的噴泉編碼抗竊聽安全傳輸方法具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種物聯網中基于信道反饋的噴泉編碼抗竊聽傳輸方法，該傳輸方法抗竊聽性能較好，安全性較高。

為達到上述目的，本發明所述的物聯網中基于信道反饋的噴泉編碼抗竊聽傳輸方法包括以下步驟：

1)設通信系統包含一個發送端Alice及一個合法接收端Bob，且通信系統的無線信道采用瑞利衰落信道模型，發送端Alice將源文件分為K個原始數據包，再選擇其中任意一個原始數據包作為第一個編碼包，然后再發送選擇出來的第一個編碼包；

2)在第k個時隙，發送端Alice通過合法接收端Bob反饋回的1bit信息確定合法接收端Bob是否成功接收該時隙發送的編碼包，當合法接收端Bob成功接收該當前時隙發送的編碼包時，則依據重要性及信道質量選擇一個合法接收端Bob未解碼的原始數據包，然后對選擇出來的未解碼的原始數據包進行編碼，再將編碼的結果作為下一時隙發送的編碼包；當合法接收端Bob沒有成功接收當前時隙發送的編碼包時，則發送端Alice在下一時隙發送的編碼包與當前時隙沒有成功接收的編碼包相同，同時，發送端Alice根據合法接收端Bob反饋的1bit信息構建合法接收端Bob已解碼的原始數據包集合D及合法接收端Bob未解碼的原始數據包集合U；

3)判斷合法接收端Bob未解碼的原始數據包集合U是否為空集，當合法接收端Bob未解碼的原始數據包集合U不為空集時，則轉至步驟2)，當合法接收端Bob未解碼的原始數據包集合U為空集時，則合法接收端Bob已經接收到所有的原始數據包，合法接收端Bob根據接收到所有原始數據包恢復出源文件，完成基于信道反饋的抗竊聽噴泉碼構造。

步驟2)中對選擇出來的未解碼的原始數據包進行編碼，再將編碼的結果作為下一時隙發送的編碼包的具體操作為：

當合法接收端Bob收到發送端Alice在第時隙發送的編碼包t_i時，則發送端Alice在i+1時隙發送的編碼包t_i+1為：