基于信道特征量化的自适应密钥生成方案设计.pdf

第 35卷第 1期 通 信 学 报 Vb1．35 NO．1 2014年 1月 Jouma1onCommunications January2014 doi：10．3969／j．issn．1000-436x．2014．01．022 基于信道特征量化的自适应密钥生成方案设计 戴峤，金梁，黄开枝 (国家数字交换系统工程技术研究中心，河南 郑州 450002) 摘 要：针对现有基于信道特征量化的密钥生成方法无法同时保证生成密钥的强度与系统的有效性，表现为密钥 熵率低或不一致率高的问题，提出了一种基于信道特征量化的自适应密钥生成方案，利用密钥速率的上界函数曲 线近似实际曲线，在保证一致率的前提下提高信道特征的量化精度，增加生成密钥的熵率；在此基础上依据接收 导频信号的信噪比选择生成密钥熵率较大的协商方案。仿真结果表明，利用所提方案生成密钥可以保证密钥强度 与系统的有效性。 关键词：物理层安全；无线信道特征；自适应量化；密钥生成 中图分类号：TN918．82 文献标识码：A 文章编号：1000．436X(2014)01．0191—07 Adaptivekeydistillationfrom channelcharacteristics DAIQiao，JINLiang，HUANGKai—zhi (NationalDigitalSwitchingSystemEngineernigTechnologicalRese~chCenter,Zhengzhou450002，Chnia) Abstract：Approachesgeneratingsecretkeysbasedonradiochannelcharacteristicscan’tguaranteethekeylengthand system efficiencyatthesametimebecauseofhtelow entropyrateorhighdisagreementratioofkeys．Anadaptivekey distillationschemebasedonthequantizationofchannelstateinformationwasdesigned．Anupperboundingfunctionwas usedasallapproximationoftherealonetoimprovetheen~opyofkeysundertheconstraintofdisargeementrate．Based onthis，htekeyagreementschemeresultinginlongerkeyswasselected．Simulationresultsshow htatwiht thisscheme， thelengthofkeyna defficiencyofthesystem canbeguraanteedatthesametime． Keywords：physical—layersecurity；wirelesschannelcharacteristics；adaptivequantization；keydistillation 后，Hershey[31等提出在时分双工的通信系统中，利 1 引言 用无线信道的互易性实现合法用户对物理层信道 与有线通信相比，无线通信在一定范围内不受 特征的共享，并从中提取密钥，达到密钥分发的目 地理环境的限制，覆盖范围更大，使用更加灵活 自 的；同时利用信道特征的随机性和独有性，保证密 由，因此无线通信的应用 日益普及。伴随着无线通