面向物聯(lián)網(wǎng)的物理層密鑰生成技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-05-26 12:29
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)面臨的安全問題日益嚴(yán)峻。物聯(lián)網(wǎng)中海量節(jié)點與自組織組網(wǎng)方式,給傳統(tǒng)加密體制的密鑰分發(fā)與管理帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。物理層密鑰生成技術(shù)的出現(xiàn)為密鑰的分發(fā)與管理提供了新思路,合法通信雙方從共享的無線信道中直接提取密鑰,無需進行密鑰分發(fā),且實現(xiàn)復(fù)雜度低,比較適用于物聯(lián)網(wǎng),F(xiàn)有研究大多針對物理層密鑰生成技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的實驗測試,且所提方法主要針對傳統(tǒng)的點對點密鑰生成,沒有針對物聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)靜態(tài)環(huán)境和自組織組網(wǎng)開展研究,仍存在以下三個問題:1)物聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)靜態(tài)信道下信道變化緩慢導(dǎo)致密鑰生成速率低;2)物聯(lián)網(wǎng)多跳場景下合法通信雙方無共享信道導(dǎo)致無法直接提取密鑰;3)現(xiàn)有組密鑰生成方法基于成對密鑰生成,需多次協(xié)商導(dǎo)致組密鑰生成效率低。針對上述問題,本文依托國家自然科學(xué)基金項目“基于博弈的物理層安全組網(wǎng)技術(shù)研究”和“基于接收信號隨機特性的輕量級物理層密鑰生成”,借助物聯(lián)網(wǎng)中豐富的節(jié)點資源,針對面向物聯(lián)網(wǎng)的物理層密鑰生成技術(shù)開展專門研究。首先在合法通信雙方單跳通信場景準(zhǔn)靜態(tài)信道下提出了基于中繼輔助的密鑰生成方法,然后在多跳通信場景下提出了基于安全私密傳輸?shù)拿荑生成方法,最后在組通信場景下...
【文章來源】:戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:113 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號定義
英文縮略語表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 物理層密鑰生成技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.1 物理層密鑰生成技術(shù)理論研究
1.2.2 經(jīng)典物理層密鑰生成方法研究
1.2.3 新場景下的密鑰生成方法研究
1.2.4 物聯(lián)網(wǎng)場景下的密鑰生成方法
1.3 問題的提出與分析
1.4 論文的主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
1.4.1 論文主要研究內(nèi)容
1.4.2 論文章節(jié)安排
第二章 基于互易信道的源型密鑰生成模型及方法
2.1 引言
2.2 系統(tǒng)模型
2.3 私密信息共享
2.4 可達(dá)密鑰速率
2.5 密鑰協(xié)商
2.6 本章小結(jié)
第三章 準(zhǔn)靜態(tài)信道下基于中繼輔助的密鑰生成方法
3.1 引言
3.2 基于安全網(wǎng)絡(luò)編碼的中繼輔助方法
3.3 基于單中繼輔助的密鑰生成方法
3.3.1 系統(tǒng)模型
3.3.2 密鑰生成方法
3.3.3 安全性分析
3.4 基于多中繼輔助的密鑰生成方法
3.4.1 系統(tǒng)模型
3.4.2 密鑰生成方法
3.4.3 安全性分析
3.4.4 可達(dá)密鑰速率最優(yōu)化
3.5 仿真分析
3.5.1 單中繼輔助時的性能仿真
3.5.2 多中繼輔助時的性能仿真
3.6 本章小結(jié)
第四章 多跳場景下基于安全私密傳輸?shù)拿荑生成方法
4.1 引言
4.2 安全私密傳輸方法
4.3 單路徑下基于安全私密傳輸?shù)拿荑生成方法
4.3.1 系統(tǒng)模型
4.3.2 密鑰生成方法
4.3.3 安全性分析
4.4 基于多路徑的密鑰生成方法
4.4.1 系統(tǒng)模型
4.4.2 密鑰生成方法
4.4.3 安全性分析
4.5 仿真分析
4.5.1 單一傳輸路徑時的性能仿真
4.5.2 多傳輸路徑時的性能仿真
4.6 本章小結(jié)
第五章 基于安全私密共享的組密鑰生成方法
5.1 引言
5.2 星型網(wǎng)絡(luò)的組密鑰生成方法
5.2.1 系統(tǒng)模型
5.2.2 安全私密共享方法
5.2.3 組密鑰生成方法
5.2.4 安全性分析
5.2.5 仿真分析
5.3 鏈型網(wǎng)絡(luò)的組密鑰生成
5.3.1 系統(tǒng)模型
5.3.2 安全私密共享方法
5.3.3 組密鑰生成方法
5.3.4 安全性分析
5.3.5 仿真分析
5.4 一般網(wǎng)絡(luò)的組密鑰生成
5.4.1 系統(tǒng)模型
5.4.2 組密鑰生成方法
5.4.3 安全性分析
5.4.4 仿真分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)束語
6.1 論文主要的創(chuàng)新點和貢獻
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于MIMO接收信號空間的密鑰生成方案[J]. 樓洋明,金梁,鐘州,黃開枝,張勝軍. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2017(03)
[2]Phase detection based range estimation with a dual-band robust Chinese remainder theorem[J]. YANG Bin,WANG WenJie,XIA XiangGen,YIN QinYe. Science China(Information Sciences). 2014(02)
[3]基于信道特征量化的自適應(yīng)密鑰生成方案設(shè)計[J]. 戴嶠,金梁,黃開枝. 通信學(xué)報. 2014(01)
[4]密鑰生成系統(tǒng)中的雙門限量化算法研究[J]. 蔡文炳,張水蓮,辛剛,于大鵬. 信號處理. 2013(06)
[5]量子密鑰分發(fā)私密放大的實現(xiàn)[J]. 杜鵬燕,白增亮,王旭陽,李永民. 量子光學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[6]量子密鑰分發(fā)中Cascade協(xié)議的一種改進方案[J]. 馬文峰,曾貴華. 量子光學(xué)學(xué)報. 2010(04)
碩士論文
[1]誘餌態(tài)QKD后處理的通信與私密放大模塊研究及硬件實現(xiàn)[D]. 馬思友.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]無線通信中物理層安全密鑰提取技術(shù)研究[D]. 盛旺.南京郵電大學(xué) 2014
[3]量子密鑰分發(fā)私密放大的研究[D]. 杜鵬燕.山西大學(xué) 2013
[4]基于無線信道特性生成密鑰的理論限及量化方法研究[D]. 蔡文炳.解放軍信息工程大學(xué) 2013
[5]連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)后處理算法研究[D]. 林毅.上海交通大學(xué) 2013
[6]基于無線信道特征提取的密鑰生成技術(shù)研究[D]. 周百鵬.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[7]量子密鑰分發(fā)中的協(xié)商和保密增強的研究[D]. 錢旭東.上海交通大學(xué) 2007
本文編號:3206380
【文章來源】:戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:113 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號定義
英文縮略語表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 物理層密鑰生成技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.1 物理層密鑰生成技術(shù)理論研究
1.2.2 經(jīng)典物理層密鑰生成方法研究
1.2.3 新場景下的密鑰生成方法研究
1.2.4 物聯(lián)網(wǎng)場景下的密鑰生成方法
1.3 問題的提出與分析
1.4 論文的主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
1.4.1 論文主要研究內(nèi)容
1.4.2 論文章節(jié)安排
第二章 基于互易信道的源型密鑰生成模型及方法
2.1 引言
2.2 系統(tǒng)模型
2.3 私密信息共享
2.4 可達(dá)密鑰速率
2.5 密鑰協(xié)商
2.6 本章小結(jié)
第三章 準(zhǔn)靜態(tài)信道下基于中繼輔助的密鑰生成方法
3.1 引言
3.2 基于安全網(wǎng)絡(luò)編碼的中繼輔助方法
3.3 基于單中繼輔助的密鑰生成方法
3.3.1 系統(tǒng)模型
3.3.2 密鑰生成方法
3.3.3 安全性分析
3.4 基于多中繼輔助的密鑰生成方法
3.4.1 系統(tǒng)模型
3.4.2 密鑰生成方法
3.4.3 安全性分析
3.4.4 可達(dá)密鑰速率最優(yōu)化
3.5 仿真分析
3.5.1 單中繼輔助時的性能仿真
3.5.2 多中繼輔助時的性能仿真
3.6 本章小結(jié)
第四章 多跳場景下基于安全私密傳輸?shù)拿荑生成方法
4.1 引言
4.2 安全私密傳輸方法
4.3 單路徑下基于安全私密傳輸?shù)拿荑生成方法
4.3.1 系統(tǒng)模型
4.3.2 密鑰生成方法
4.3.3 安全性分析
4.4 基于多路徑的密鑰生成方法
4.4.1 系統(tǒng)模型
4.4.2 密鑰生成方法
4.4.3 安全性分析
4.5 仿真分析
4.5.1 單一傳輸路徑時的性能仿真
4.5.2 多傳輸路徑時的性能仿真
4.6 本章小結(jié)
第五章 基于安全私密共享的組密鑰生成方法
5.1 引言
5.2 星型網(wǎng)絡(luò)的組密鑰生成方法
5.2.1 系統(tǒng)模型
5.2.2 安全私密共享方法
5.2.3 組密鑰生成方法
5.2.4 安全性分析
5.2.5 仿真分析
5.3 鏈型網(wǎng)絡(luò)的組密鑰生成
5.3.1 系統(tǒng)模型
5.3.2 安全私密共享方法
5.3.3 組密鑰生成方法
5.3.4 安全性分析
5.3.5 仿真分析
5.4 一般網(wǎng)絡(luò)的組密鑰生成
5.4.1 系統(tǒng)模型
5.4.2 組密鑰生成方法
5.4.3 安全性分析
5.4.4 仿真分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)束語
6.1 論文主要的創(chuàng)新點和貢獻
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
作者簡歷
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于MIMO接收信號空間的密鑰生成方案[J]. 樓洋明,金梁,鐘州,黃開枝,張勝軍. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2017(03)
[2]Phase detection based range estimation with a dual-band robust Chinese remainder theorem[J]. YANG Bin,WANG WenJie,XIA XiangGen,YIN QinYe. Science China(Information Sciences). 2014(02)
[3]基于信道特征量化的自適應(yīng)密鑰生成方案設(shè)計[J]. 戴嶠,金梁,黃開枝. 通信學(xué)報. 2014(01)
[4]密鑰生成系統(tǒng)中的雙門限量化算法研究[J]. 蔡文炳,張水蓮,辛剛,于大鵬. 信號處理. 2013(06)
[5]量子密鑰分發(fā)私密放大的實現(xiàn)[J]. 杜鵬燕,白增亮,王旭陽,李永民. 量子光學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[6]量子密鑰分發(fā)中Cascade協(xié)議的一種改進方案[J]. 馬文峰,曾貴華. 量子光學(xué)學(xué)報. 2010(04)
碩士論文
[1]誘餌態(tài)QKD后處理的通信與私密放大模塊研究及硬件實現(xiàn)[D]. 馬思友.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]無線通信中物理層安全密鑰提取技術(shù)研究[D]. 盛旺.南京郵電大學(xué) 2014
[3]量子密鑰分發(fā)私密放大的研究[D]. 杜鵬燕.山西大學(xué) 2013
[4]基于無線信道特性生成密鑰的理論限及量化方法研究[D]. 蔡文炳.解放軍信息工程大學(xué) 2013
[5]連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)后處理算法研究[D]. 林毅.上海交通大學(xué) 2013
[6]基于無線信道特征提取的密鑰生成技術(shù)研究[D]. 周百鵬.解放軍信息工程大學(xué) 2011
[7]量子密鑰分發(fā)中的協(xié)商和保密增強的研究[D]. 錢旭東.上海交通大學(xué) 2007
本文編號:3206380
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