發(fā)布時(shí)間：2024-05-27 05:07

　　接入安全與數(shù)據(jù)保密是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全性和保密性的兩個(gè)最重要的因素.然而,基于計(jì)算安全的身份認(rèn)證及保密通信方法在未來(lái)信息化系統(tǒng)中面臨巨大挑戰(zhàn).與此同時(shí),基于信息論安全的物理層安全為身份認(rèn)證和保密通信開(kāi)辟了新的思路.本文綜述了近年來(lái)基于設(shè)備與信道特征的物理層安全方法的研究進(jìn)展.利用無(wú)線通信設(shè)備、信道的特性可以從物理層實(shí)現(xiàn)設(shè)備身份的識(shí)別與認(rèn)證以及密鑰的分發(fā)與更新,同時(shí)具備高度安全性與使用便捷性.其中,設(shè)備指紋方法從發(fā)射信號(hào)中提取發(fā)送設(shè)備的特征,作為設(shè)備身份的唯一標(biāo)識(shí),從而準(zhǔn)確識(shí)別不同發(fā)射源個(gè)體.指紋的唯一性、魯棒性、長(zhǎng)時(shí)不變性、獨(dú)立性、統(tǒng)一性和可移植性是設(shè)備指紋身份認(rèn)證的依據(jù).而基于信道特征的密鑰生成方法則從接收射頻信號(hào)中提取互易的上下行信道的參數(shù),轉(zhuǎn)化為對(duì)稱密鑰,實(shí)現(xiàn)一次一密的安全傳輸.同樣地,密鑰的一致性、隨機(jī)性、防竊聽(tīng)性則是反映無(wú)線信道密鑰生成方法性能的關(guān)鍵要素.本文對(duì)設(shè)備指紋與信道密鑰的關(guān)鍵要素歸納分析,并指出目前存在的幾類難點(diǎn)問(wèn)題.最后,本文討論了在未來(lái)移動(dòng)通信中該技術(shù)新的應(yīng)用場(chǎng)景.

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【部分圖文】：

圖2設(shè)備指紋識(shí)別/認(rèn)證的通用方法

(3)指紋識(shí)別.最后也是關(guān)鍵的一步是開(kāi)發(fā)指紋識(shí)別算法來(lái)識(shí)別無(wú)線設(shè)備并檢測(cè)非法設(shè)備.指紋識(shí)別根據(jù)是否存在關(guān)于合法設(shè)備的指紋先驗(yàn)信息(稱為白名單或者指紋庫(kù))可以分成有監(jiān)督的和無(wú)監(jiān)督的兩大類.(a)在有監(jiān)督的指紋識(shí)別系統(tǒng)中,通常包括注冊(cè)登記和身份識(shí)別/認(rèn)證兩個(gè)模塊.在注冊(cè)期間對(duì)每個(gè)設(shè)備....

圖1數(shù)字通信系統(tǒng)中設(shè)備指紋來(lái)源的建模

通過(guò)從發(fā)射機(jī)的模擬信號(hào)提取其特有特征來(lái)識(shí)別發(fā)射機(jī)的物理層安全被稱為設(shè)備指紋識(shí)別(也叫物理層設(shè)備指紋識(shí)別)[16].設(shè)備指紋源自發(fā)射機(jī)硬件電路的容差或者缺陷,主要?dú)w因于射頻前端中的模擬器件.盡管電路設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷進(jìn)步,但是發(fā)射機(jī)器件基材的制備和制造過(guò)程中仍會(huì)引入誤差(例如溝道寬....

圖3基于信道密鑰的保密通信模型

·設(shè)備指紋的可移植性問(wèn)題.由于設(shè)備指紋注冊(cè)登記和實(shí)際使用時(shí)可能采用不同的接收機(jī),或者考慮到接收機(jī)由于損壞需要更換的場(chǎng)景,考慮到信號(hào)采集時(shí)引入的接收機(jī)的不同指紋,如何消除接收機(jī)指紋,增強(qiáng)不同接收機(jī)之間的可移植性,是實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法忽略的一個(gè)問(wèn)題.可以借鑒放大器預(yù)失真補(bǔ)償?shù)睦砟?通過(guò)高....

圖4密鑰生成流程圖

信道密鑰方法的理論基礎(chǔ)可以追溯到1993年Maurer等學(xué)者提出的利用相關(guān)隨機(jī)源及公共授權(quán)信道提取密鑰的模型[84].進(jìn)一步地,電磁波三大獨(dú)特的傳播特性使該理論的實(shí)現(xiàn)成為可能.首先,依據(jù)無(wú)線信道的傳輸互易性,合法通信的一對(duì)用戶所觀測(cè)到的信道特征具備高度相關(guān)性,通過(guò)在公共信道進(jìn)行一....

本文編號(hào)：3982811