物理層密鑰生成技術(shù)是一項以無線信道特征作為隨機源生成密鑰的安全技術(shù),該技術(shù)利用信道的互易性保證密鑰一致,利用信道的空時隨機性確保密鑰生成安全。本文從密鑰生成技術(shù)的方案性能、應(yīng)用場景、研究模型三個角度分別展開了相應(yīng)的研究。從性能角度出發(fā),提出了一個基于正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)信道響應(yīng)的高度自適應(yīng)密鑰生成方案。首先,通過線性最小均方誤差估計(LMMSE)提高了信道估計準確性;其次,利用交織結(jié)合預(yù)處理技術(shù)增強了密鑰隨機性(KR);然后,提出一個可同時自適應(yīng)生成量化級數(shù)、量化門限、保護間隔的高度自適應(yīng)量化方法,提高了方案對動態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力;最后,仿真結(jié)果顯示在相同散射環(huán)境下該方案的密鑰一致性(KAR)和KR均高于一般的密鑰生成方案。從應(yīng)用場景出發(fā),將密鑰生成技術(shù)推廣至?xí)r分雙工水下聲(TDD-UWA)通信系統(tǒng)。首先,分析了密鑰生成技術(shù)在TDD-UWA通信系統(tǒng)中面臨的關(guān)鍵問題;其次,提出了一個本地導(dǎo)頻輔助信道探測停等協(xié)議解決了由較大傳播時延引起的互易性受損問題,利用流水線機制進一步解決了密鑰生成速率(KGR)隨通信距離增大而驟降的問題;再次,論證了傳統(tǒng)的一致性增強機制在所提協(xié)議中的可行性,并...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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第一章 緒論
    1.1 物理層密鑰生成技術(shù)研究背景
    1.2 物理層密鑰生成技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 方案性能方向
        1.2.2 應(yīng)用場景方向
        1.2.3 研究模型方向
    1.3 論文研究內(nèi)容及安排
第二章 預(yù)備知識
    2.1 研究模型
    2.2 主要性能指標
    2.3 常見研究步驟
    2.4 本章小結(jié)
第三章 高度自適應(yīng)的密鑰生成方案設(shè)計
    3.1 信道估計
    3.2 交織結(jié)合預(yù)處理
        3.2.1 DCT預(yù)處理
        3.2.2 WT預(yù)處理
        3.2.3 PCA預(yù)處理
        3.2.4 交織結(jié)合預(yù)處理
    3.3 高度自適應(yīng)量化
        3.3.1 保護間隔自適應(yīng)
        3.3.2 量化級數(shù)自適應(yīng)
        3.3.3 量化門限自適應(yīng)
    3.4 高度自適應(yīng)密鑰生成方案
    3.5 仿真結(jié)果與性能分析
        3.5.1 密鑰一致性
        3.5.2 密鑰隨機性
    3.6 本章小結(jié)
第四章 水下聲通信密鑰生成方案設(shè)計
    4.1 水聲通信中應(yīng)用密鑰生成技術(shù)的難點
    4.2 信道探測協(xié)議
        4.2.1 本地導(dǎo)頻輔助信道探測停等協(xié)議
        4.2.2 傳統(tǒng)一致性增強技術(shù)在水聲通信中的應(yīng)用
        4.2.3 安全性分析
        4.2.4 流水線協(xié)議
        4.2.5 優(yōu)勢
    4.3 補償聚合量化
    4.4 方案設(shè)計
    4.5 仿真結(jié)果與性能分析
        4.5.1 密鑰一致性
        4.5.2 密鑰生成速率
        4.5.3 密鑰隨機性
    4.6 本章小結(jié)
第五章 密鑰生成技術(shù)必要條件及安全性研究
    5.1 已有協(xié)議研究
        5.1.1 公共導(dǎo)頻信道探測協(xié)議
        5.1.2 EVSKey信道探測協(xié)議
    5.2 非時限信道探測協(xié)議
        5.2.1 必要條件
        5.2.2 安全性分析
        5.2.3 小結(jié)
    5.3 多中繼擴展
        5.3.1 中繼直接轉(zhuǎn)發(fā)擴展
        5.3.2 中繼輔助保密擴展
    5.4 仿真結(jié)果與性能分析
        5.4.1 電磁波通信中的誤碼率性能
        5.4.2 水下聲通信中的誤碼率性能
        5.4.3 相干時延比
        5.4.4 多中繼可擴展性
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3854616