本文關(guān)鍵詞：基于無(wú)線(xiàn)信道特征的密鑰生成方法研究

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【摘要】：無(wú)線(xiàn)信道天然的開(kāi)放性,使得信息的安全傳輸尤其重要�，F(xiàn)行移動(dòng)通信的安全機(jī)制主要依賴(lài)于基于計(jì)算安全的加密體制,而移動(dòng)環(huán)境下,密鑰的分發(fā)與管理成為實(shí)現(xiàn)這種機(jī)制的重要挑戰(zhàn)。無(wú)線(xiàn)信道固有的互易性、空間唯一性、時(shí)變性等特征,為在物理層實(shí)現(xiàn)信息論安全意義上的絕對(duì)安全提供了可能。本文對(duì)基于無(wú)線(xiàn)特征的密鑰生成方法進(jìn)行研究,主要貢獻(xiàn)如下:(1)分析了三種現(xiàn)有的密鑰生成方法,包括LCA、ASBG以及HRUBE密鑰生成方法,以密鑰生成速率、密鑰不一致率、密鑰隨機(jī)性為指標(biāo)比較了他們的性能。研究結(jié)果表明,LCA密鑰生成方法可以生成隨機(jī)密鑰且密鑰不一致率較低,但是密鑰生成速率不高;ASBG密鑰生成方法提出一種分塊使用量化,并結(jié)合Cascade協(xié)商協(xié)議以及密鑰增強(qiáng),整體性能與LCA密鑰生成方法相當(dāng);HRUBE密鑰生成方法采用了多比特自適應(yīng)量化(MAQ)和KLT(Karhunen-Loève Transform)去相關(guān)處理,提高了密鑰生成速率以及密鑰的熵,但是犧牲了密鑰不一致率。(2)提出了一種改進(jìn)的LCA密鑰生成方法。相比于LCA密鑰生成方法,該改進(jìn)方法對(duì)每個(gè)匹配子序列的測(cè)量值進(jìn)行累加處理來(lái)提高信噪比,使生成密鑰的不一致率較低;在量化階段引入了多比特量化,以提高密鑰生成速率;同時(shí),這種改進(jìn)方法保留了LCA密鑰生成方法中的協(xié)商機(jī)制,即通過(guò)公開(kāi)信道交互匹配子序列的位置信息,實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)方法在保證密鑰不一致率較小的前提下,提高了密鑰生成速率,且生成的密鑰可通過(guò)隨機(jī)性測(cè)試無(wú)需密鑰增強(qiáng)。(3)提出了利用格型白化濾波器代替KLT實(shí)現(xiàn)去相關(guān)處理。相關(guān)研究表明,KLT實(shí)現(xiàn)過(guò)程中存在著敏感性問(wèn)題,即通信兩端獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)KLT而不通過(guò)公開(kāi)信道交互變換矩陣時(shí),兩端生成密鑰的不一致率非常高。針對(duì)這一問(wèn)題,提出了密鑰生成雙方獨(dú)立利用格型白化濾波器做去相關(guān)處理的解決思路。仿真結(jié)果表明,采用格型白化濾波器用于去相關(guān)處理時(shí)無(wú)需通過(guò)公開(kāi)信道交換任何信息,提高了密鑰生成方法的效率及安全性。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN918.4

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