[發(fā)明專利]發(fā)送設(shè)備和發(fā)送方法，以及接收設(shè)備和接收方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980059977.1
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN112689972A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 藤木敏宏
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼半導(dǎo)體解決方案公司
• 主分類號: H04L9/18
• 分類號: H04L9/18;G09C1/00;H04L9/32
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 程晨

本公開涉及能夠用于改善低功率廣域(LPWA)通信中的機(jī)密性和通信可靠性的發(fā)送設(shè)備、發(fā)送方法、接收設(shè)備以及接收方法。發(fā)送設(shè)備基于GPS時間信息生成密鑰流，基于該密鑰流加密發(fā)送數(shù)據(jù)，生成加密數(shù)據(jù)，并將該加密數(shù)據(jù)發(fā)送到接收設(shè)備。接收設(shè)備基于GPS時間信息生成密鑰流，并基于該密鑰流將加密數(shù)據(jù)解密為發(fā)送數(shù)據(jù)。本公開可以應(yīng)用于例如LPWA通信系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)送設(shè)備和發(fā)送方法，以及接收設(shè)備和接收方法，尤其涉及能夠在低功率廣域(LPWA)通信中改善機(jī)密性和通信抗性的發(fā)送設(shè)備和發(fā)送方法以及接收設(shè)備和接收方法。

背景技術(shù)

已經(jīng)提出了使用低功率廣域(LPWA)通信的通信技術(shù)(參見專利文獻(xiàn)1)。

LPWA通信是一種以低位速率從IoT終端(發(fā)送設(shè)備)向IoT網(wǎng)關(guān)(接收設(shè)備)在一個方向上發(fā)送和接收少量有效載荷數(shù)據(jù)(大約100位)的通信，因此，可以在執(zhí)行LPWA通信的IoT終端(發(fā)送器)中實現(xiàn)具有低功耗的通信。

引文列表

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利號6259550

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題

但是，在上述LPWA通信中，當(dāng)為了實現(xiàn)高度安全性而使用了利用解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的運算處理的加密方法時，在需要低功耗的IoT終端中處理負(fù)荷增加，并且功耗增加。

此外，從多層防御的觀點出發(fā)，當(dāng)引入物理層中的加密以與物理層之上的層中的加密處理相結(jié)合時，可以進(jìn)一步改善機(jī)密性。

特別地，在無線中，使用通過在物理層中使用波形合成方法(諸如最大比率合成和選擇性合成)來改善解調(diào)能力的方法。

在這種情況下，為了合成波形，需要具有相同的無線波形或可以容易地轉(zhuǎn)換成相同波形的波形。

在使用相同的無線波形的情況下，由于通過捕獲和重發(fā)無線波形來攻擊IoT網(wǎng)關(guān)(接收設(shè)備)的重放(重播)攻擊是可能的，因此需要采取措施應(yīng)對重放(重播)攻擊。

而且，在僅由線性碼配置的格式中，需要采取措施應(yīng)對通過位反轉(zhuǎn)等的篡改，并且一般采用基于密碼的消息認(rèn)證碼(基于密碼的MAC：CMAC)的措施等。

但是，在使用改善無線解調(diào)/解碼性能的波形合成技術(shù)的情況下，不可以采用通過在每次發(fā)送時改變CMAC值來應(yīng)對重放攻擊的方法。

鑒于這樣的情況而做出了本公開，并且特別地，本公開旨在改善LPWA通信中的機(jī)密性和通信抗性。

問題的解決方案

本公開的第一方面的發(fā)送設(shè)備包括：密鑰流生成單元，該密鑰流生成單元通過使用取決于定時而不同的信息作為初始值來生成密鑰流；加密單元，該加密單元通過使用密鑰流將發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成加密數(shù)據(jù)；以及發(fā)送單元，該發(fā)送單元發(fā)送通過調(diào)制加密數(shù)據(jù)而獲得的波形信號。

本公開的第一方面的發(fā)送方法與發(fā)送設(shè)備的配置對應(yīng)。

在本公開的第一方面中，通過使用取決于定時而不同的信息作為初始值來生成密鑰流，通過使用密鑰流將發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成加密數(shù)據(jù)，并且發(fā)送通過調(diào)制加密數(shù)據(jù)而獲得的波形信號。

本公開的第二方面的接收設(shè)備包括：接收單元，該接收單元接收從發(fā)送設(shè)備發(fā)送的并且是通過調(diào)制加密數(shù)據(jù)而獲得的波形信號，該加密數(shù)據(jù)是通過由使用取決于定時而不同的信息作為初始值而生成的密鑰流來加密發(fā)送數(shù)據(jù)而獲得的；密鑰流生成單元，該密鑰流生成單元通過使用取決于定時而不同的信息作為初始值來生成密鑰流；極性反轉(zhuǎn)單元，該極性反轉(zhuǎn)單元通過密鑰流來反轉(zhuǎn)該波形信號的波形的極性；以及解碼單元，該解碼單元基于極性反轉(zhuǎn)的波形信號來解碼發(fā)送數(shù)據(jù)。

本公開的第二方面的接收方法與接收設(shè)備的配置對應(yīng)。