[發(fā)明專(zhuān)利]一種多媒體通信中基于噴泉碼的抗竊聽(tīng)傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811097456.9
• 申請(qǐng)日: 2018-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109412750B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫黎;黃丹彤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L1/00
• 分類(lèi)號(hào): H04L1/00;H04K1/02
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明公開(kāi)了一種多媒體通信中基于噴泉碼的抗竊聽(tīng)傳輸方法，包括：1)合法發(fā)送機(jī)Alice將待發(fā)送的源文件分成N個(gè)源數(shù)據(jù)包；2)合法發(fā)送機(jī)Alice將各源數(shù)據(jù)包基于業(yè)務(wù)特性進(jìn)行重要性排序，同時(shí)將信道質(zhì)量由好到差分為三個(gè)信道質(zhì)量區(qū)間；3)合法發(fā)送機(jī)Alice利用合法接收機(jī)Bob反饋回的已經(jīng)接收到的源數(shù)據(jù)包標(biāo)記，再根據(jù)待發(fā)送的源數(shù)據(jù)包的重要性及當(dāng)前信道信息動(dòng)態(tài)調(diào)整噴泉編碼的結(jié)構(gòu)，然后將編碼包t_n發(fā)送給合法接收機(jī)Bob；4)合法接收機(jī)Bob對(duì)接收到的編碼包進(jìn)行解碼，得源數(shù)據(jù)包，然后將源數(shù)據(jù)包的標(biāo)記反饋給合法發(fā)送機(jī)Alice，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)基于噴泉嗎的多媒體安全傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多媒體通信中基于噴泉碼的抗竊聽(tīng)傳輸方法。

背景技術(shù)

物理層安全由于其能利用無(wú)線(xiàn)信道特性實(shí)現(xiàn)安全傳輸且不依賴(lài)于秘鑰加密，引起了國(guó)內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。但是以私密容量最大化和私密中斷概率最小化為目標(biāo)的傳統(tǒng)的物理層安全技術(shù)具有傳輸速率低，解碼時(shí)延高等局限性，這與多媒體這一寬帶業(yè)務(wù)對(duì)高速傳輸和時(shí)延約束的要求是不相匹配的。

噴泉碼具有這樣一種特性：接收端必須累積到足夠多的編碼包才能恢復(fù)原文件。也就是說(shuō)只要合法用戶(hù)能先于竊聽(tīng)方累積到足夠的編碼包，就能避免信息泄露，實(shí)現(xiàn)安全通信。而且噴泉碼實(shí)現(xiàn)安全傳輸時(shí)，系統(tǒng)的傳輸速率只受合法鏈路的香農(nóng)容量限制，解碼時(shí)延大大降低。同時(shí)，利用反饋信道得到合法鏈路的信道質(zhì)量自適應(yīng)的調(diào)整編碼包的產(chǎn)生，使得接收端在時(shí)延約束條件下獲得更為重要的信息，因此，研究基于噴泉碼的多媒體安全傳輸技術(shù)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種多媒體通信中基于噴泉碼的抗竊聽(tīng)傳輸方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)基于噴泉嗎的多媒體安全傳輸。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的多媒體通信中基于噴泉碼的抗竊聽(tīng)傳輸方法包括以下步驟：

1)合法發(fā)送機(jī)Alice將待發(fā)送的源文件分成N個(gè)源數(shù)據(jù)包；

2)合法發(fā)送機(jī)Alice將各源數(shù)據(jù)包基于業(yè)務(wù)特性進(jìn)行重要性排序，其中，按照重要性程度以遞減的方式將各源數(shù)據(jù)包分為三類(lèi)type-Ⅰ、type-Ⅱ及type-Ⅲ，同時(shí)將信道質(zhì)量由好到差分為三個(gè)信道質(zhì)量區(qū)間，其中，信道質(zhì)量由信道特性系數(shù)h的模值確定，且|h|屬于所述三個(gè)信道質(zhì)量區(qū)間的概率之比等于三類(lèi)源數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)量之比；

3)合法發(fā)送機(jī)Alice利用合法接收機(jī)Bob反饋回的已經(jīng)接收到的源數(shù)據(jù)包標(biāo)記，再根據(jù)待發(fā)送的源數(shù)據(jù)包的重要性及當(dāng)前信道信息動(dòng)態(tài)調(diào)整噴泉編碼的結(jié)構(gòu)，得編碼包t_n，然后將編碼包t_n發(fā)送給合法接收機(jī)Bob；

4)合法接收機(jī)Bob對(duì)接收到的編碼包進(jìn)行解碼，得源數(shù)據(jù)包，然后將源數(shù)據(jù)包的標(biāo)記反饋給合法發(fā)送機(jī)Alice。

步驟3)中，當(dāng)|h|>Th₁時(shí)，則有

其中，sk1_m表示最近一次解出來(lái)的type-Ⅰ類(lèi)源數(shù)據(jù)包，sk1_n表示從還未解出來(lái)的type-Ⅰ類(lèi)源數(shù)據(jù)包里隨機(jī)挑選出的一個(gè)源數(shù)據(jù)包；

當(dāng)Th₁>|h|≥Th₂時(shí)，則有

其中，sk2_m代表最近一次解出來(lái)的type-Ⅱ類(lèi)源數(shù)據(jù)包，sk2_n表示從還未解出來(lái)的type-Ⅱ類(lèi)源數(shù)據(jù)包里隨機(jī)挑選出的一個(gè)源數(shù)據(jù)包，∑sk1_i通過(guò)從已經(jīng)解出來(lái)的type-Ⅰ類(lèi)源數(shù)據(jù)包隨機(jī)挑選的部分進(jìn)行異或得到；

當(dāng)|h|<Th₂時(shí)，則不進(jìn)行編碼包的發(fā)送；