[發(fā)明專利]一種密鑰生成方法及裝置、存儲介質(zhì)、計算機設(shè)備

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• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115883063A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高偉;張麗霞;馬東娟;郭旻;劉澤輝;景衛(wèi)哲;楊華;李瑞;鄭惠萍;劉珊;琚贇;劉威
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院;華北電力大學(xué)
• 主分類號: H04L9/06
• 分類號: H04L9/06;H04L9/08;H04L25/02
• 代理公司: 北京中強智尚知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11448
• 代理人: 王妍

本發(fā)明提供了一種密鑰生成方法及裝置、存儲介質(zhì)、計算機設(shè)備，方法包括如下步驟：合法通信節(jié)點雙方通過基于TDD模式的預(yù)設(shè)無線信道進行通信，產(chǎn)生用于信道估計的公共訓(xùn)練序列，互相發(fā)送公共訓(xùn)練序列，分別利用公共訓(xùn)練序列及收到的目標(biāo)訓(xùn)練序列進行信道估計，得到對應(yīng)的第一信道參數(shù)H_A和第二信道參數(shù)H_B；分別基于第一信道參數(shù)H_A和第二信道參數(shù)H_B進行信道特征提取，得到特征信道序列；利用單門限量化方法分別將特征信道序列轉(zhuǎn)換為目標(biāo)比特序列；對合法通信節(jié)點雙方的目標(biāo)比特序列進行一致性處理，得到一致的目標(biāo)會話密鑰序列。本發(fā)明實現(xiàn)了“一次一密”的密鑰生成方法，提高了信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種密鑰生成方法及裝置、存儲介質(zhì)、計算機設(shè)備。

背景技術(shù)

目前無線通信在軍事和民用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，但無線通信特有的開放特性導(dǎo)致無線信息傳輸?shù)陌踩暂^低。傳統(tǒng)的解決方法是在網(wǎng)絡(luò)層通過公私密鑰對數(shù)據(jù)進行加密。但是在動態(tài)的無線網(wǎng)絡(luò)中，對稱加密方法需要解決無線通信下密鑰分發(fā)的難題，密鑰分發(fā)一方面引入額外的復(fù)雜度和成本，無法對密鑰進行快速更新或一次一密；另一方面分發(fā)過程中容易泄密。而非對稱密鑰算法需要移動節(jié)點較難負(fù)擔(dān)的高功率和高運算成本。傳統(tǒng)的密鑰加密技術(shù)并不能實現(xiàn)“一次一密”，而且存在很大被破解的可能，不利于信息的安全傳輸。一般來說，無線通信系統(tǒng)的加密方式基本上是引用，并開拓有線通信系統(tǒng)加密機制而產(chǎn)生的。如果想保證這種加密方式的安全，那么合法雙方必須要經(jīng)過保密信道預(yù)分發(fā)密鑰，而且需要足夠高的加密強度，使得竊聽者即便通曉加密算法，也不能解密信息。這種信源加密是基于計算不可行的加密方法。從傳輸機制方面，無線信道具有開放性，這使得無線信號很容易被竊取，當(dāng)竊取的密鑰沒有被破解或者竊取，那么信息也是保密的。假如在一定時間范圍內(nèi)密鑰是不變的，那么竊聽方可以通過采用密碼分析技術(shù)和高速計算技術(shù)進行密鑰解密。通過增加密鑰長度和密鑰生成迭代次數(shù)來提高信息的安全，雖然可以給竊聽方解密帶來一定的難度，但是也會加大終端解密和加密的難度，也并不能實現(xiàn)“一次一密”的保密通信。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明提出了一種密鑰生成方法及裝置、存儲介質(zhì)、計算機設(shè)備，是一種基于TDD模式的無線信道的密鑰生成方法，利用時空一致性實現(xiàn)“一次一密”，解決傳統(tǒng)密鑰加密技術(shù)通過增加密鑰長度和密鑰生成迭代次數(shù)來提高信息安全的方法成本過高且存在很大被破解的可能的問題。

依據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種密鑰生成方法，應(yīng)用于至少兩個合法通信節(jié)點，所述合法通信節(jié)點通過基于TDD模式的預(yù)設(shè)無線信道進行通信，所述方法包括：

第一合法通信節(jié)點和第二合法通信節(jié)點產(chǎn)生用于信道估計的公共訓(xùn)練序列；

所述第一合法通信節(jié)點和所述第二合法通信節(jié)點互相發(fā)送所述公共訓(xùn)練序列，分別利用公共訓(xùn)練序列及收到的目標(biāo)訓(xùn)練序列進行信道估計，得到第一信道參數(shù)H_A和第二信道參數(shù)H_B；

分別基于所述第一信道參數(shù)H_A和第二信道參數(shù)H_B進行信道特征提取，得到所述第一合法通信節(jié)點對應(yīng)的第一特征信道序列Xⁿ和所述第二合法通信節(jié)點對應(yīng)的第二特征信道序列Yⁿ；

利用單門限量化方法分別將所述第一特征信道序列Xⁿ轉(zhuǎn)換為第一目標(biāo)比特序列、所述第二特征信道序列Yⁿ轉(zhuǎn)換為第二目標(biāo)比特序列；

對所述第一目標(biāo)比特序列和所述第二目標(biāo)比特序列進行一致性處理，得到一致的目標(biāo)會話密鑰序列。

可選地，所述第一合法通信節(jié)點和第二合法通信節(jié)點產(chǎn)生用于信道估計的公共訓(xùn)練序列，包括：

所述第一合法通信節(jié)點生成包括導(dǎo)頻信號的正交子波載；將所述正交子波載進行導(dǎo)頻排列生成初始訓(xùn)練序列；