[發明專利]一種基于物理層密鑰的ZigBee主密鑰保護方法和設備有效
| 申請號： | 202010543450.0 | 申請日： | 2020-06-15 |
| 公開（公告）號： | CN111918282B | 公開（公告）日： | 2021-11-19 |
| 發明（設計）人： | 王慧明;魏璇;魯知朋 | 申請（專利權）人： | 西安交通大學 |
| 主分類號： | H04W12/0431 | 分類號： | H04W12/0431;H04W12/03;H04W12/041 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 李鵬威 |
| 地址： | 710049 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 物理層 密鑰 zigbee 保護 方法 設備 | ||
1.一種基于物理層密鑰的ZigBee主密鑰保護方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：加入者向個人局域網的協調器發出關聯請求命令，啟動設備連接；
步驟2：所述協調器向所述加入者發送關聯請求確認；
步驟3：所述協調器在物理層解析接收信號，并提取對應的信道特征參數，所述信道特征參數包括接收信號功率RSSA；
所述加入者在物理層解析接收信號，并提取對應的信道特征參數，所述信道特征參數包括接收信號功率RSSB；
步驟4：所述協調器對步驟3得到的所述接收信號功率RSSA進行預處理，生成預處理值RSS′A，i；
所述加入者對步驟3得到的所述接收信號功率RSSB進行預處理，生成預處理值RSS′B，i；
步驟5：所述加入者從預設的量化值集合中選取與步驟4生成的所述預處理值RSS′B，i差值的絕對值最小的量化值RSS″B，i，通過所述量化值RSS″B，i生成初始密鑰比特KB；
步驟6：所述加入者根據步驟5選取的所述量化值RSS″B，i，計算得到偏移量δi，所述偏移量δi作為協商信息；
所述加入者向所述協調器發送數據請求命令和作為協商信息的所述偏移量δi；
步驟7：所述協調器讀取步驟4生成的所述預處理值RSS′A，i，并分批讀取步驟6得到的作為協商信息的所述偏移量δi，將所述預處理值RSS′A，i和所述偏移量δi相加得到新的預處理值RSS″A，i；
步驟8：所述協調器從預設的量化值集合中選取與步驟7得到的所述新的預處理值RSS″A，i差值的絕對值最小的量化值RSS″′A，i，通過所述量化值RSS″′A，i生成初始密鑰比特KA；
所述協調器將生成的所述初始密鑰比特KA通過單向Hash函數運算得到協商回復，然后向所述加入者發送關聯響應命令和所述協商回復；
步驟9：所述加入者根據步驟5生成的所述初始密鑰比特KB，計算得到單向Hash函數值，并比較所述單向Hash函數值與步驟8接收到的所述協商回復是否相等；
若相等，所述加入者將所述初始密鑰比特KB進行保密增強，得到最終的加入者物理層密鑰；所述加入者向所述協調器發送關聯響應確認和密鑰成功標識；
步驟10：所述協調器對接收到的所述密鑰成功標識進行驗證，若通過驗證，所述協調器將生成的初始密鑰進行保密增強，得到最終的協調器物理層密鑰；
步驟11：所述協調器讀取與主密鑰等長的協調器物理層密鑰，根據讀取的協調器物理層密鑰加密主密鑰，向所述加入者安全傳輸加密后的主密鑰。
2.根據權利要求1所述的一種基于物理層密鑰的ZigBee主密鑰保護方法，其特征在于，步驟9中，在比較所述單向Hash函數值與步驟8接收到的所述協商回復是否相等之后，還包括：
若不相等，所述加入者將啟用空方案，即不執行連接過程中的主密鑰物理層加密步驟；所述加入者向所述協調器發送關聯響應確認和密鑰失敗標識。
3.根據權利要求2所述的一種基于物理層密鑰的ZigBee主密鑰保護方法，其特征在于，步驟10中，所述協調器對接收到的所述密鑰成功標識進行驗證之后，還包括：
若未通過驗證，所述協調器對應的也啟用空方案。
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