[發明專利]一種有線網卡信號中的設備指紋信息提取方法

有效

• 申請號: 202110352971.2
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113158157B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 胡愛群;劉佳琦;李晟;施煥生;方志強;呂曉晨
• 申請（專利權）人: 東南大學;興唐通信科技有限公司
• 主分類號: G06F21/32
• 分類號: G06F21/32;G06F21/60;G06F21/62;G06F21/64
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種有線網卡信號中的設備指紋信息提取方法，包括以下步驟：將輸入信號進行歸一化處理和判決，得到判決信號；對判決信號進行上升沿和下降沿的時鐘提取，并本地時鐘進行同步，獲得同步時鐘；用同步時鐘對判決信號進行采樣，獲得與本地時鐘同步的理想波形；將理想波形信號作為自適應濾波器的濾波輸入，經處理，使得理想信號在濾波后以最小均方誤差逼近接收信號，此時的自適應濾波器參數即網卡的設備指紋；再通過對多個時間段的輸入信號提取指紋，獲得穩定的網卡設備指紋。本發明可以實現對有線網卡中設備指紋信息的提取，獲得穩定性和可識別性兼備的設備指紋，進而實現對于終端設備的身份鑒別和身份認證，實現網絡接入的安全性。

技術領域

本發明涉及物理層信號的設備指紋提取技術領域，尤其涉一種使用自適應濾波器對有線網卡的設備指紋信息提取方法。

背景技術

隨著計算機技術的飛速發展，人們的日常生活越來越依賴于網絡，而其中以太網是現實生活中最普遍的一種計算機網絡。據統計，以太網模式大約占據世界80％的網絡節點，幾乎所有的計算機都設有以太網控制器。而以太網技術的發展給人們生活帶來便利的同時，由于其的廣泛連通性，也給網絡信息以及財產的安全帶來了極大威脅，從而造成網絡資源的遭到非法訪問、人們的通信隱私受到威脅以及計算機受到入侵等后果。因此，如何保證以太網連接的安全性和可靠性成為了保障網絡中用戶安全的重要議題。

在保障有線網絡的安全方面，主要是通過對終端實施接入控制，杜絕非法接入，以及對設備自身保護，防止惡意代碼入侵來實現系統的安全。在網絡設備的安全接入方面，目前研究學者提出的方案大致可分為兩類。第一類是對連入以太網結構的終端的IP地址、MAC地址等信息進行識別和判斷。將終端的地址信息和控制端數據庫里的數據進行比較，以此來判斷是否允許該終端接入網絡，尤其以使用MAC地址作為識別方法更為普遍。但IP地址和MAC地址都容易被更改。第二類是通過對用戶的身份信息進行核實，通過用戶名密碼等方式進行驗證，就是數字證書模式。通過數字證書可以驗證用戶身份，但數字證書技術使用在系統中較為復雜，且本身也存在被竊取、盜用的風險。因此傳統的有線網絡安全接入方式都有或多或少的缺陷。

本發明提出一種基于終端設備有線網卡物理指紋的提取方法，以網卡物理指紋對終端進行有效識別。網絡技術發展至今，網卡內部包含很多如電容、電感以及其它數字邏輯電路等電子元器件。這些元器件由于制作工藝以及制作中的誤差等原因，會不可避免地使其元器件參數和其標值之間產生一定的誤差。因此相同的輸入信號通過不同網卡會產生帶有網卡物理細節特征的不同輸出。針對網卡輸出信號進行分析，就可能提取出其中由網卡本身物理特性產生的變化細節，作為該網卡的指紋。設備指紋幾乎無法被克隆，且與終端設備一一綁定無法被篡改，因此可以解決IP/MAC地址等信息容易被篡改的安全問題。由于網卡設備指紋的特征信息非常細微，因此需要一種有效的、精細的技術手段，來提取出穩定可識別的指紋信息。

發明內容

為了克服以IP地址/MAC地址作為計算機終端身份的不安全問題，本發明的目的是提出一種有線網卡信號中的設備指紋信息提取方法。本發明針對在交換機側檢測到的網卡發送的信號，提取出網卡的可用作特征識別的指紋信息，且指紋信息具有良好的同個體穩定性和不同個體差異性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種有線網卡信號中的設備指紋信息提取方法，包括以下步驟：

步驟1，信號采集：在交換機側對來自終端網卡的信號進行采集，存儲差分的信號采樣值，對其進行幅度歸一化處理得到x(n)；

步驟2，判決：截取一段包含M個符號的輸入信號{x_m(n),m＝0,1,…,M-1}，對其進行判決，得到輸入符號序列{y_m(n)}，該序列為多電平序列；