發(fā)布時(shí)間：2020-06-19 17:24

【摘要】：隨著車聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn),多節(jié)點(diǎn)無線通信得到了廣泛的應(yīng)用。不同于傳統(tǒng)基于計(jì)算復(fù)雜度的密鑰生成機(jī)制,基于無線信道特征的密鑰生成機(jī)制主要利用無線信道的互易性、唯一性和時(shí)變性來生成密鑰,計(jì)算復(fù)雜度低,是實(shí)現(xiàn)香農(nóng)“一次一密”的完美保密方案,更加適用于資源受限的網(wǎng)絡(luò)。由于群組網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,群密鑰生成相對于點(diǎn)對點(diǎn)成對密鑰生成,面臨更多的挑戰(zhàn)。本文基于環(huán)型拓?fù)浜腿W(wǎng)狀拓?fù)?對物理層群密鑰生成方案進(jìn)行研究,主要內(nèi)容如下:一,研究了信道探測過程。本文針對現(xiàn)有群組信道探測方案中,節(jié)點(diǎn)可用探測時(shí)長隨群組規(guī)模增大而減小的問題,利用雙天線,設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬全雙工通信的“兩步”信道探測方案,此方案下節(jié)點(diǎn)可用探測時(shí)長不受群組規(guī)模影響。仿真表明,在總功率約束下,當(dāng)群組規(guī)模較大時(shí),所提方案能夠帶來比現(xiàn)有群組探測方案更高的群密鑰速率。二,研究了物理層群密鑰分配過程。本文分析了現(xiàn)有群密鑰分配方案的優(yōu)缺點(diǎn),并提出了傳輸效率更高的“一次一密”雙向二分段密鑰傳輸方案。理論推導(dǎo)證明,所提方案能夠達(dá)到群密鑰安全容量。三,研究了成對密鑰速率對群密鑰速率的影響。本文指出當(dāng)成對密鑰速率高于“初始”群密鑰速率時(shí),部分成對密鑰對群密鑰的生成沒有貢獻(xiàn),并根據(jù)最大利用成對密鑰的原則,設(shè)計(jì)了基于粒子群優(yōu)化算法的功率分配方案,仿真結(jié)果證明了所提方案的有效性。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U495;TN918.4
【圖文】：

無線通信信道具有空時(shí)唯一性、短時(shí)互易性、快速時(shí)變性和不可逡逑測性等特點(diǎn)。在點(diǎn)對點(diǎn)通信系統(tǒng)下，通信雙方基于無線信道特征生成的成對密逡逑能夠直接滿足無條件安全通信的兩個(gè)條件。然而，在多節(jié)點(diǎn)的群組通信系統(tǒng)中，逡逑需要根據(jù)群組形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合適的群密鑰分配方案，以實(shí)現(xiàn)群密鑰逡逑安全共享。逡逑物理層群密鑰的生成流程如圖２－２，主要可以分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是逡逑對密鑰生成，通過信道特征提取、量化、密鑰協(xié)商和保密增強(qiáng)四個(gè)過程，生成逡逑對點(diǎn)的成對密鑰。第二個(gè)階段是群密鑰分配，使群組各節(jié)點(diǎn)安全獲取到統(tǒng)一的逡逑密鑰。逡逑．１成對密鑰生成逡逑成對密鑰生成主要包括四個(gè)步驟，即信道特征提取、量化、密鑰協(xié)商和保密逡逑強(qiáng)。具體如下：逡逑第一步，合法節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信道探測，提取合適的信道特征參數(shù)作為密鑰生成材逡逑

逑秘密信道逡逑（密鑰邋ｙ＝．邋－邐，邐■＝＝－｛密鑰）逡逑圖２－１保密通信系統(tǒng)模型逡逑如前所述，無線通信信道具有空時(shí)唯一性、短時(shí)互易性、快速時(shí)變性和不可逡逑預(yù)測性等特點(diǎn)。在點(diǎn)對點(diǎn)通信系統(tǒng)下，通信雙方基于無線信道特征生成的成對密逡逑鑰能夠直接滿足無條件安全通信的兩個(gè)條件。然而，在多節(jié)點(diǎn)的群組通信系統(tǒng)中，逡逑還需要根據(jù)群組形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合適的群密鑰分配方案，以實(shí)現(xiàn)群密鑰逡逑的安全共享。逡逑物理層群密鑰的生成流程如圖２－２，主要可以分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是逡逑成對密鑰生成，通過信道特征提取、量化、密鑰協(xié)商和保密增強(qiáng)四個(gè)過程，生成逡逑點(diǎn)對點(diǎn)的成對密鑰。第二個(gè)階段是群密鑰分配，使群組各節(jié)點(diǎn)安全獲取到統(tǒng)一的逡逑群密鑰。逡逑２．２．１成對密鑰生成逡逑成對密鑰生成主要包括四個(gè)步驟

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本文編號：2721108