[發(fā)明專利]一種基于噪聲分發(fā)的物理層安全傳輸方法

有效

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• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111901794B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜清河;任漢珣;黃黎偉
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04W12/03
• 分類號: H04W12/03;H04W12/041;H04W12/0431;H04L29/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于噪聲分發(fā)的物理層安全傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、合法信息發(fā)送者Alice發(fā)送人工噪聲分發(fā)請求R_AB，人工噪聲分發(fā)請求R_AB包括此次通信的用戶信息以及合法信息發(fā)送者Alice生成的臨時隨機數(shù)字秘鑰D_A；

S2、安全協(xié)作節(jié)點SCN接收人工噪聲分發(fā)請求R_AB后，將臨時隨機數(shù)字秘鑰D_A與合法信息發(fā)送者Alice的本地數(shù)字秘鑰K_A進行比特模二相加，安全協(xié)作節(jié)點SCN得到一組重新組合后的長度為Lbits的秘鑰K′_A并進行預處理；隨后，安全協(xié)作節(jié)點SCN利用MD5散列函數(shù)對算法秘鑰K′_A進行加密，得到不可逆的隨機序列并利用該隨機序列產(chǎn)生干擾噪聲信號Z_KA；安全協(xié)作節(jié)點SCN隨機生成長度同樣為V bits人工噪聲序列z_AB，并利用z_AB產(chǎn)生人工噪聲信號Z_AB；安全協(xié)作節(jié)點SCN將干擾噪聲信號Z_KA與安全通信所需的人工噪聲信號Z_AB進行基帶疊加得到發(fā)送信號S_K,1；將發(fā)送信號S_K,1發(fā)送給合法發(fā)送者Alice，確定合法發(fā)送者Alice接收的信號和合法接收者Bob接收的信號y_B,1；

S3、安全協(xié)作節(jié)點SCN利用合法信息發(fā)送者Alice的臨時隨機秘鑰D_A與合法接收者Bob的本地數(shù)字秘鑰K_B進行模二相加，然后對長度為Lbits的組合K′_B進行預處理；再將組合后的密鑰分段輸入到MD5 hash函數(shù)匯總得到隨機序列并利用產(chǎn)生干擾噪聲信號Z_KB，并對Z_KB進行能量歸一化處理，使得Z_KB～CN(0,1)；最后將干擾噪聲信號Z_KB和人工噪聲信號Z_AB進行基帶疊加得到發(fā)送信號S_K,2，將發(fā)送信號S_K,2發(fā)送給合法接收者Bob，確定合法發(fā)送者Alice接收的信號y_A,2和合法接收者Bob接收的信號

S4、合法發(fā)送者Alice根據(jù)接收到的信號和y_A,2對人工噪聲信號Z_AB進行聯(lián)合估計并得到人工噪聲估計量合法信息發(fā)送者Alice利用人工噪聲估計量對保密信號X進行干擾后發(fā)送發(fā)射信號S_A,3給合法接收者Bob，合法接收者Bob接收到信號y_B,3，合法接收者Bob通過對y_B,1，和y_B,3進行聯(lián)合檢測能夠得到保密信號X的估計信號實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全傳輸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于噪聲分發(fā)的物理層安全傳輸方法，其特征在于，步驟S1中，人工噪聲分發(fā)請求R_AB的長度為Lbits；安全協(xié)作節(jié)點SCN作為物理層安全協(xié)作節(jié)點，事先儲存合法信息發(fā)送者Alice和合法接收者Bob各自的本地數(shù)字秘鑰K_A、K_B，且長度均為Lbits。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于噪聲分發(fā)的物理層安全傳輸方法，其特征在于，步驟S2中，對秘鑰K′_A進行預處理具體為：

S201、對K′_A按128bits進行分組，不足128bits的末尾補0，最終得到分組后長度為Vbits的密鑰序列p為分組個數(shù)，V≥L；

S202、安全協(xié)作節(jié)點SCN利用MD5算法計算出密鑰中的每個分組序列的hash值

S203、將步驟S202中計算的每個hash值進行組合，得到長度為V bits的hash序列