移動(dòng)環(huán)境中基于矢量量化的高效隨機(jī)物理層密鑰提取方案研究.pdf

1、隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,特別是量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),攻擊能力大幅度增強(qiáng),現(xiàn)有基于數(shù)學(xué)困難問題的密鑰體系受到了嚴(yán)重的威脅。物理層安全是基于信息論安全的,可以保證會話的密鑰的更新,抵抗窮舉攻擊;同時(shí)通信雙方可以不借助于共享密鑰或公鑰基礎(chǔ)設(shè)施,來進(jìn)行密鑰協(xié)商;最后物理層密鑰可以增強(qiáng)上層協(xié)議的安全性,實(shí)現(xiàn)跨層安全。
　　現(xiàn)有的密鑰生成方法普遍存在著密鑰生成速率低、誤碼率高等問題。本文針對密鑰生成速率與誤碼率之間的矛盾,提出高效隨機(jī)物理層密鑰提取方

2、案(HRVQ),在保證低誤碼率的同時(shí)大幅度的提高了密鑰生成速率。方案通過不一致性去除減少通信雙方不一致的信道特征值,利用矢量量化將信道信息轉(zhuǎn)化為0、1比特流,并通過模糊提取器進(jìn)行糾錯(cuò)和隨機(jī)性增強(qiáng)處理。實(shí)驗(yàn)表明,相對于已有室內(nèi)環(huán)境方案,新方案將密鑰生成速率提高了6倍,達(dá)到了284％的比特利用率,實(shí)現(xiàn)了零誤碼率。
　　本文主要完成的工作包括:
　　1.分析了現(xiàn)有加密體系的不足之處,并引入無線物理層安全以達(dá)到信息論安全,研究了現(xiàn)有

3、的無線物理層密鑰提取方案,分析了現(xiàn)有方案的優(yōu)勢與不足之處,找出了現(xiàn)有方案中生成速率與誤碼率之間的矛盾,并以此為基點(diǎn)展開研究。
　　2.在現(xiàn)有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,提出了基于矢量量化的高效隨機(jī)密鑰提取方案,該方案首先去除不一致的采樣值,其次通過N維矢量量化提高RSS值轉(zhuǎn)化為比特流的效率,最終通過模糊提取器使通信雙方生成完全一致并且隨機(jī)的密鑰。
　　3.完成了物理層密鑰提取系統(tǒng)的部署、實(shí)現(xiàn)及測試,借助于Wifi信號的收到信號強(qiáng)度RSS進(jìn)