CN102801522A - 一种用于无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法 - Google Patents

一种用于无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法 Download PDF

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CN102801522A CN2012103301444A CN201210330144A CN102801522A CN 102801522 A CN102801522 A CN 102801522A CN 2012103301444 A CN2012103301444 A CN 2012103301444A CN 201210330144 A CN201210330144 A CN 201210330144A CN 102801522 A CN102801522 A CN 102801522A
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Abstract

本发明公开了一种用于无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法，属于无线通信中的保密通信和信息安全领域。源节点通过发送初始相位随机的信标信号，各中继节点接收并转发信标信号至目的节点，目的节点检测累积接收相位并通过中继转发至源节点，源节点进一步转发接收信号至目的节点，根据单向协同链路在相干时间内二次传输时信道特性的一致性，通过估计各多中继信道特性并将其转化为系统子密钥，再通过多次交互扩展密钥从而构成通信密钥。本发明的显著特点是：通信密钥无需通过信道在收发节点之间交互，各中继节点参与了密钥生成但无法获得完整密钥，能杜绝攻击者窃听、篡改和饱和攻击隐患，保障无线协同通信安全。

Description

一种用于无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域中保密通信和信息安全领域，具体地说，是在无线协作通信系统执行保密通信时，基于信道物理特征的通信密钥生成方法。
背景技术
无线衰落信道下的中继传输已被证明是降低传输路径损耗和缓解衰落效应影响的有效手段。近年来协作通信技术备受关注，有关协作传输策略、系统容量提升措施以及协作方式等一直是研究的热点技术，而对于协作通信网络的安全问题却很少有研究学者涉及。事实上，由于无线信道自身的开放性特征，不仅面临着传统无线网络存在的窃听、捕获、伪造合法用户等攻击，而且在协作通信网络中，由于虚拟MIMO（cooperative multi-input multi-output）技术的引入还存在多中继非对称链路的密钥预分配问题、中继节点的诚信度问题、节点的拒绝服务攻击等。
解决通信安全的常用方法是采用基于公钥加密算法设计无线通信系统的安全策略，收发双方拥有共同密钥，安全通信依赖于高保密性的密钥加密，其关键是密钥生成和交换机制。在无线通信领域，一般将密钥生成划分到应用层和物理层，应用层采用逆运算、大整数分解等生成固定密钥，并以Diffie-Hellman密钥交换算法执行数据加密，以保障通信安全，但很难防范量子终端等的解密攻击，而且在协作通信网络中，密钥分发传输于各个中继节点中，很难防范中继节点的欺骗、暴力破解等；而物理层则采用扩频或跳频技术提升抗干扰能力和保密能力，但存在扩频码或跳频图样泄露或被解析等隐患。
无线通信信道具有以下典型的物理传输特征：在信道相干时间内，信道衰落将保持恒定，发射端在相干时间内二次发送信号到达接收端，信号的衰落特性基本一致。根据单向协作链路在相干时间内二次传输时信道的一致性，可以用来获得通信密钥生成的激励源。为了获得高的密钥生成率，利用接收信号相位（Received Signal Phase, RSP）信息生成通信密钥，但已有的密钥生成方法一方面未考虑多中继协作通信网络下的密钥生成和安全问题，即在多中继协作通信网络中密钥极易暴露，也无法防止群组节点的拒绝服务等攻击，另一方面密钥生成依赖于严格的对称信道特性，而在协作通信中，上下行非对称信道更为普遍存在，现有的密钥生成方法无法适用于具有非对称信道特性的无线协作通信网络密钥生成。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法，其特征在于通信密钥无需通过信道传输即可达到收发双方的密钥匹配。一方面通信密钥利用多中继协作通信网络丰富的随机因素生成，可以快速获得满足加密算法需求的多位密钥，并保证通信密钥是随机且唯一的，即密钥生成的匹配率高、生成率高，而且可以动态更新密钥，从而达到防止攻击者窃听、篡改密钥的目的；另一方面，因其密钥生成方式不依赖于信道的对称性，在协同通信的随机中继选择导致的非对称信道下也能适用。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法，由以下步骤组成：
步骤一、在无线协作通信网络中，为了防止集中密钥生成和多中继节点之间密钥分发带来的密钥泄漏等安全隐患，应由收发节点对（含中继节点组）各自生成通信密钥。节点A通过多中继节点协作与节点B之间执行保密通信，且传输信道特性不对称，其通信密钥生成为：首先节点A广播发送初始相位随机的信标信号，初始相位为                                                
Figure 909634DEST_PATH_IMAGE001
，各中继节点与节点B接收该信标信号并执行相位估计，节点B保存该相位估计值，同时各中继节点再转发来自节点A的接收信标信号至节点B，节点B分集接收并估计各中继节点转发信号的相位值，并与本步骤前述节点B保存的相位值累加用作通信密钥生成的激励源
Figure 764457DEST_PATH_IMAGE002
。
步骤二：利用节点B在步骤一所得激励源
Figure 544195DEST_PATH_IMAGE002
作为发送信标信号初始相位，节点B广播发送该信标信号，各中继节点与节点A接收该信标信号并执行相位估计，节点A保存该相位估计值，同时各中继节点再转发来自节点B的接收信标信号至节点A，节点A分集接收并估计各中继节点转发信号的相位值，并与本步骤前述节点A保存的相位值累加用作通信密钥生成的激励源。
步骤三：利用节点A在步骤二所得激励源
Figure 127677DEST_PATH_IMAGE003
作为发送信标信号初始相位，节点A广播发送该信标信号，各中继节点与节点B接收该信标信号并执行相位估计，节点B保存该相位估计值，同时各中继节点再转发来自节点A的接收信标信号至节点B，节点B分集接收并估计各中继节点转发信号的相位值，并与本步骤前述节点B保存相位值累加用作通信密钥生成的激励源
Figure 950140DEST_PATH_IMAGE004
。
步骤四：对于节点A，将密钥激励源
Figure 154856DEST_PATH_IMAGE003
减去
Figure 353756DEST_PATH_IMAGE001
再量化并转换为二进制编码得到节点A的密钥元；对于节点B，对密钥激励源执行
Figure 891365DEST_PATH_IMAGE006
处理，其中为A-B链路上中继节点数，再将结果量化并转换为二进制编码得到节点B的密钥元
Figure 842362DEST_PATH_IMAGE008
，且
Figure 365747DEST_PATH_IMAGE005
与
Figure 733275DEST_PATH_IMAGE008
相等。
步骤五：确定密钥元生成重复执行次数
Figure 912583DEST_PATH_IMAGE009
，使得密钥元位数不少于128位。在信道相干时间外，重复运行步骤一至步骤四
Figure 187707DEST_PATH_IMAGE010
次，再将
Figure 768861DEST_PATH_IMAGE010
个二进制密钥元依次顺序排列成行得到
Figure 104027DEST_PATH_IMAGE011
，若
Figure 269167DEST_PATH_IMAGE011
的位数大于128，截取低128位二进制数作为通信密钥，否则直接将
Figure 285665DEST_PATH_IMAGE011
作为通信密钥，节点和节点
Figure 492972DEST_PATH_IMAGE013
执行相同运算，分别得到128位的通信密钥
Figure 443611DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 263799DEST_PATH_IMAGE015
，且
Figure 52501DEST_PATH_IMAGE016
。
根据上述无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法，利用生成的通信密钥，采用WPA2、IDEA或AES加密算法对所传输的明文执行加密，并在信道中传输密文。
综上所述，本发明所述的用于无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法是利用单向协作链路在相干时间内二次传输时信道的一致性生成通信密钥，其有益效果是：
1、通信密钥无需通过信道传输即可达到收发双方的密钥匹配。一方面通信密钥利用多中继协作通信网络丰富的随机因素生成，可以快速获得满足加密算法需求的多位密钥，并保证通信密钥是随机且唯一的，即密钥生成的匹配率高、生成率高，而且可以动态更新密钥，从而达到防止攻击者窃听、篡改密钥的目的；另一方面，因其密钥生成方式不依赖于信道的对称性，在协同通信的随机中继选择导致的非对称信道下也能适用。
2、利用多中继协作通信网络丰富的随机因素生成通信密钥，再利用该通信密钥加密通信数据业务，且在一定通信时间间隔内更新密钥，能实现无线协作通信网络的安全和数据保密通信。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明协作通信下非对称信道通信密钥生成模型。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
对于附图1所示的协作通信下非对称信道通信密钥生成模型，其通信密钥生成步骤如下：
Step1：A-B链路一次相位响应；
Step1.1：节点A发起A-B链路探测。节点A通过信道
Figure 995050DEST_PATH_IMAGE017
广播信标信号以探测A-B链路的相位响应，设信标信号为：
               （1）
发射功率为
Figure 791284DEST_PATH_IMAGE019
，式中
Figure 201537DEST_PATH_IMAGE020
为信号持续时间，
Figure 252670DEST_PATH_IMAGE012
为幅值，
Figure 177900DEST_PATH_IMAGE021
为初始相位，服从
Figure 838427DEST_PATH_IMAGE022
的均匀分布，此时节点A保存相位值
Figure 837607DEST_PATH_IMAGE021
，设为，即：
                            （2）
Step1.2：中继节点接收并转发信标信号。中继节点和目的节点B分别对式（1）的信标信号进行监听，能够正确解调来自源节点A所发信标信号的中继节点
Figure 500166DEST_PATH_IMAGE024
将成为协作节点，构成节点A的协作域，用集合
Figure 619432DEST_PATH_IMAGE025
表示，其协作节点数为
Figure 245323DEST_PATH_IMAGE007
个，如图1所示。用
Figure 145146DEST_PATH_IMAGE026
表征节点A到协作域
Figure 648940DEST_PATH_IMAGE025
中各中继节点的信道冲激响应，则协作域
Figure 888291DEST_PATH_IMAGE025
中各中继节点的接收信号为：
Figure 248865DEST_PATH_IMAGE027
   （3）
其中为中继节点归一化接收信号幅值；
Figure 379687DEST_PATH_IMAGE029
为
Figure 270283DEST_PATH_IMAGE030
链路的相位变化量，即相位响应；
Figure 5020DEST_PATH_IMAGE031
为加性高斯白噪声。同样地，用表征节点A到B的信道冲激响应，则节点B的接收信号为：
        （4）
其中
Figure 673396DEST_PATH_IMAGE034
为归一化接收信号幅度；
Figure 77571DEST_PATH_IMAGE035
为A-B链路相位响应；
Figure 173703DEST_PATH_IMAGE036
为加性高斯白噪声。协作域
Figure 822990DEST_PATH_IMAGE025
中各中继节点采用极大似然法估计接收信号相位值为
Figure 688178DEST_PATH_IMAGE037
，节点B的接收信号相位为
Figure 764718DEST_PATH_IMAGE038
，此时节点B保存
Figure 285829DEST_PATH_IMAGE038
。
Step2：协作域-节点B的相位响应；
Step2.1：协作域中各中继节点转发信标信号。协作域各中继节点维持已接收信标信号相位不变，将功率放大至
Figure 535545DEST_PATH_IMAGE039
并转发，转发信号为：
Figure 957037DEST_PATH_IMAGE040
            （5）
各中继链路的发射功率为
Figure 266795DEST_PATH_IMAGE039
，式中
Figure 275203DEST_PATH_IMAGE041
为幅值，
Figure 266292DEST_PATH_IMAGE042
为转发信号相位。
Step2.2：节点B接收各信标信号。节点B此时对式（5）转发信号进行监听，分集接收协作域各中继节点转发的信标信号，用
Figure 106072DEST_PATH_IMAGE043
表征协作域
Figure 524415DEST_PATH_IMAGE025
中各中继节点到节点B的信道冲激响应，则节点B的接收信号为：
 （6）
其中
Figure 110172DEST_PATH_IMAGE045
为节点B接收到的来自各中继节点的归一化信号幅值；
Figure 742142DEST_PATH_IMAGE046
为
Figure 393703DEST_PATH_IMAGE047
链路的相位变化量，即相位响应；为加性高斯白噪声。节点采用极大似然法估计接收相位
Figure 258388DEST_PATH_IMAGE050
。将step1.2和step2.2中节点B的接收相位合并获得A-B链路的相位响应为
Figure 782648DEST_PATH_IMAGE051
，此时节点B保存该合并相位值为
Figure 49681DEST_PATH_IMAGE052
，设为
Figure 186265DEST_PATH_IMAGE002
，即：
Figure 589564DEST_PATH_IMAGE053
            （7）
Step3：B-A链路的相位响应；
Step3.1：节点B发起B-A链路探测。节点B以
Figure 786190DEST_PATH_IMAGE002
为初始相位，去噪后发射功率调整为
Figure 478203DEST_PATH_IMAGE054
，转发接收的信标信号，转发信号为：
        （8）
发射功率为
Figure 174818DEST_PATH_IMAGE054
，式中
Figure 604662DEST_PATH_IMAGE020
为信号持续时间，
Figure 518392DEST_PATH_IMAGE013
为归一化信号幅值，为初始相位。
Step3.2：中继节点接收并转发信标信号。中继节点和节点A监听式（8）所示的信号，能够正确解调节点所发信标信号的中继节点
Figure 913098DEST_PATH_IMAGE056
将成为协作节点，构成节点
Figure 642020DEST_PATH_IMAGE013
的协作域，用集合表示，其协作节点数为
Figure 592713DEST_PATH_IMAGE058
个，如图1所示。用
Figure 98781DEST_PATH_IMAGE059
表征节点B到协作域
Figure 252681DEST_PATH_IMAGE057
中各中继节点的信道冲激响应，则协作域
Figure 135187DEST_PATH_IMAGE057
中各中继节点的接收信号分别为：
Figure 425354DEST_PATH_IMAGE060
（9）
其中
Figure 804120DEST_PATH_IMAGE061
为中继节点归一化接收信号幅值；
Figure 242055DEST_PATH_IMAGE062
为
Figure 600355DEST_PATH_IMAGE063
链路相位变化量，即相位响应；
Figure 72925DEST_PATH_IMAGE064
为加性高斯白噪声。同样地，用
Figure 858478DEST_PATH_IMAGE065
表征节点B到A的信道冲激响应，则节点A的接收信号为：
Figure 721392DEST_PATH_IMAGE066
  （10）
其中
Figure 945700DEST_PATH_IMAGE067
为归一化接收信号幅度；为B-A链路相位响应；为加性高斯白噪声。协作域
Figure 343555DEST_PATH_IMAGE057
中各中继节点采用极大似然法估计接收信号相位值为，同样地，节点A估计并保存相位响应值
Figure 225240DEST_PATH_IMAGE071
。
Step4：协作域-节点A的相位响应；
Step4.1：协作域中各个中继节点转发来自节点B的信标信号。协作域各中继节点维持已接收信标信号相位不变，将功率放大至并转发，转发信号为：
Figure 517998DEST_PATH_IMAGE073
     （11）
其中各中继链路发射功率为
Figure 520327DEST_PATH_IMAGE072
，
Figure 494099DEST_PATH_IMAGE074
为信号幅值，为转发信号相位。
Step4.2：节点A接收各信标信号。节点A监听式（11）所示的转发信号，接收协作域各中继节点转发的信标信号，用
Figure 445055DEST_PATH_IMAGE076
表征协作域
Figure 486960DEST_PATH_IMAGE057
中各中继节点到节点A的信道冲激响应，则节点A的接收信号为：
Figure 643135DEST_PATH_IMAGE077
  （12）
其中
Figure 876408DEST_PATH_IMAGE078
为节点A接收到的来自各中继节点的归一化信号幅值；
Figure 422927DEST_PATH_IMAGE079
为
Figure 596419DEST_PATH_IMAGE080
链路的相位变化量，即相位响应；
Figure 544784DEST_PATH_IMAGE081
为加性高斯白噪声。节点A接收并估计相位
Figure 512740DEST_PATH_IMAGE082
。将step3.2和step4.2中节点A接收的相位合并获得A-B链路的相位响应，设其为：
Figure 452235DEST_PATH_IMAGE083
      （13）
化简得：
 （14）
Step5：A-B链路及协作域-节点B的二次相位响应；
节点A在相干时间内以
Figure 597226DEST_PATH_IMAGE003
为初始相位再次发起A-B链路相位探测，由于在相干时间内，A-B链路将选择相同的协作域
Figure 180654DEST_PATH_IMAGE025
，且任意节点间将历经相同的衰落效应，即二次相位探测时，各链路的相位延迟与第一次相同，也即对于任意的
Figure 368053DEST_PATH_IMAGE085
，有
Figure 789545DEST_PATH_IMAGE086
，
Figure 99303DEST_PATH_IMAGE087
，且
Figure 107711DEST_PATH_IMAGE035
也相同。因此，利用step2的结论，节点B第二次接收信号相位值为：
Figure 98800DEST_PATH_IMAGE088
            （15）
Step6：生成密钥元；
联立式（2）和（14）得到节点A的两次链路相位探测结果为：
Figure 938580DEST_PATH_IMAGE089
   （16）
将式（16）中两式相减得到节点A的密钥元
Figure 356923DEST_PATH_IMAGE090
：
                    （17）
同样地，联立式（7）和（15）得到节点B的两次链路相位探测结果为：
          （18）
将式（18）中两式相减，消去相等项并除以
Figure 574650DEST_PATH_IMAGE093
得到节点B的密钥元
Figure 163894DEST_PATH_IMAGE094
：
Figure 146894DEST_PATH_IMAGE095
             （19）
节点A的密钥元和节点B的密钥元
Figure 527114DEST_PATH_IMAGE094
相等，密钥匹配成功，其密钥值为：
Figure 615156DEST_PATH_IMAGE096
 （20）
化简式（20）得：
Figure 819872DEST_PATH_IMAGE097
（21）
Step7：量化密钥元；
为了进一步减小累积误差，将节点A的密钥元和节点B的密钥元
Figure 297438DEST_PATH_IMAGE094
进行模2π归一化处理得：
Figure 556381DEST_PATH_IMAGE098
                   （22）
设量化等级为，将
Figure 421624DEST_PATH_IMAGE100
分别映射到二进制编码的量化空间，得到相等的二进制密钥元，记为
Figure 945009DEST_PATH_IMAGE008
，密钥元位数为。即对于一次密钥生成过程
Figure 288583DEST_PATH_IMAGE102
，可以得到该信道集合上的相位延迟
Figure 766969DEST_PATH_IMAGE103
，用
Figure 581079DEST_PATH_IMAGE104
表示对该信道的量化结果，则有
Figure 181824DEST_PATH_IMAGE105
，每次量化值随机分布于1至
Figure 582850DEST_PATH_IMAGE099
之间，故概率 
Figure 927243DEST_PATH_IMAGE106
。再将
Figure 362904DEST_PATH_IMAGE104
转换为二进制，位数为
Figure 806655DEST_PATH_IMAGE101
位的密钥元
Figure 22873DEST_PATH_IMAGE008
。
Step8：密钥扩充；
从密码学角度考虑，密钥位数越多，破解难度越大，重复执行step1-step7 次，且重复执行时间间隔大于信道相干时间，可获得
Figure 694080DEST_PATH_IMAGE009
组密钥
Figure 308732DEST_PATH_IMAGE107
，将其依次顺序排列成行合并得到最终通信密钥为：
Figure 684350DEST_PATH_IMAGE108
                    （23）
最终通信密钥
Figure 370546DEST_PATH_IMAGE011
的位数为，即对于128位的密钥位数，在特定的噪声环境决定的量化等级
Figure 628669DEST_PATH_IMAGE099
下，确定密钥生成方法执行次数
Figure 990118DEST_PATH_IMAGE009
，即有：
Figure 152109DEST_PATH_IMAGE110
             （24）
其中为正整数，若
Figure 701219DEST_PATH_IMAGE111
大于128位，则从
Figure 848167DEST_PATH_IMAGE011
的低位到高位截取128位二进制数作为通信密钥，否则直接将作为通信密钥，至此密钥生成方法执行完毕。
根据所述的一种用于无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法，利用生成的通信密钥，采用WPA2、IDEA或AES加密算法对所传输的明文执行加密，并在信道中传输密文。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (2)

1.一种用于无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法，其特征在于由以下步骤组成：
步骤一、在无线协作通信网络中，为了防止集中密钥生成和多中继节点之间密钥分发带来的密钥泄漏等安全隐患，应由收发节点对（含中继节点组）各自生成通信密钥，节点A通过多中继节点协作与节点B之间执行保密通信，且传输信道特性不对称，其通信密钥生成为：首先节点A广播发送初始相位随机的信标信号，初始相位为                                                
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE001
，各中继节点与节点B接收该信标信号并执行相位估计，节点B保存该相位估计值，同时各中继节点再转发来自节点A的接收信标信号至节点B，节点B分集接收并估计各中继节点转发信号的相位值，并与本步骤前述节点B保存的相位值累加用作通信密钥生成的激励源
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE002
；
步骤二：利用节点B在步骤一所得激励源
Figure 898736DEST_PATH_IMAGE002
作为发送信标信号初始相位，节点B广播发送该信标信号，各中继节点与节点A接收该信标信号并执行相位估计，节点A保存该相位估计值，同时各中继节点再转发来自节点B的接收信标信号至节点A，节点A分集接收并估计各中继节点转发信号的相位值，并与本步骤前述节点A保存的相位值累加用作通信密钥生成的激励源
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE003
；
步骤三：利用节点A在步骤二所得激励源
Figure 856065DEST_PATH_IMAGE003
作为发送信标信号初始相位，节点A广播发送该信标信号，各中继节点与节点B接收该信标信号并执行相位估计，节点B保存该相位估计值，同时各中继节点再转发来自节点A的接收信标信号至节点B，节点B分集接收并估计各中继节点转发信号的相位值，并与本步骤前述节点B保存相位值累加用作通信密钥生成的激励源
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤四：对于节点A，将密钥激励源
Figure 43464DEST_PATH_IMAGE003
减去
Figure 966421DEST_PATH_IMAGE001
再量化并转换为二进制编码得到节点A的密钥元
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE005
；对于节点B，对密钥激励源执行
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE006
处理，其中
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE007
为A-B链路上中继节点数，再将结果量化并转换为二进制编码得到节点B的密钥元
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE008
，且与
Figure 596171DEST_PATH_IMAGE008
相等；
步骤五：确定密钥元生成重复执行次数
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE009
，使得密钥元位数不少于128位；
在信道相干时间外，重复运行步骤一至步骤四
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE010
次，再将
Figure 23479DEST_PATH_IMAGE010
个二进制密钥元依次顺序排列成行得到
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE011
，若
Figure 800942DEST_PATH_IMAGE011
的位数大于128，截取低128位二进制数作为通信密钥，否则直接将
Figure 219285DEST_PATH_IMAGE011
作为通信密钥，节点
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE012
和节点
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE013
执行相同运算，分别得到128位的通信密钥
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 2012103301444100001DEST_PATH_IMAGE015
，且。
2.根据权利要求1所述的无线协作通信网络的非对称信道通信密钥生成方法，其特征在于：
利用生成的通信密钥，采用WPA2、IDEA或AES加密算法对所传输的明文执行加密，并在信道中传输密文。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104660377A (zh) * 2015-03-19 2015-05-27 北京邮电大学 一种基于随机线性编码和丢包差异性的物理层安全传输技术
CN105187200A (zh) * 2014-05-13 2015-12-23 罗伯特·博世有限公司 用于在网络中生成密钥的方法以及在网络上的用户和网络
CN103702322B (zh) * 2013-12-11 2016-08-17 西安交通大学 一种抵抗不可靠中继节点窃听的物理层安全传输方法
CN107819760A (zh) * 2017-11-06 2018-03-20 中国运载火箭技术研究院 基于无线信道特征的对称密钥生成与分发的保密通信系统
CN110726483A (zh) * 2019-09-30 2020-01-24 安徽问天量子科技股份有限公司 抵御雪崩过渡区攻击的装置及方法
CN112702163A (zh) * 2020-12-29 2021-04-23 西安电子科技大学 物理层密钥生成方法、系统、计算机设备、终端及应用
CN113037476A (zh) * 2021-03-01 2021-06-25 南京大学 一种非对称的相干检测量子会议密钥协商方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009051733A2 (en) * 2007-10-15 2009-04-23 University Of Connecticut Systems and methods for key generation in wireless communication systems
CN102833736A (zh) * 2012-08-30 2012-12-19 重庆大学 一种用于认知无线电系统的通信密钥生成方法和安全信道选择方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009051733A2 (en) * 2007-10-15 2009-04-23 University Of Connecticut Systems and methods for key generation in wireless communication systems
CN102833736A (zh) * 2012-08-30 2012-12-19 重庆大学 一种用于认知无线电系统的通信密钥生成方法和安全信道选择方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103702322B (zh) * 2013-12-11 2016-08-17 西安交通大学 一种抵抗不可靠中继节点窃听的物理层安全传输方法
CN105187200A (zh) * 2014-05-13 2015-12-23 罗伯特·博世有限公司 用于在网络中生成密钥的方法以及在网络上的用户和网络
CN105187200B (zh) * 2014-05-13 2020-07-03 罗伯特·博世有限公司 用于在网络中生成密钥的方法以及在网络上的用户和网络
CN104660377A (zh) * 2015-03-19 2015-05-27 北京邮电大学 一种基于随机线性编码和丢包差异性的物理层安全传输技术
CN107819760A (zh) * 2017-11-06 2018-03-20 中国运载火箭技术研究院 基于无线信道特征的对称密钥生成与分发的保密通信系统
CN107819760B (zh) * 2017-11-06 2021-08-10 中国运载火箭技术研究院 基于无线信道特征的对称密钥生成与分发的保密通信系统
CN110726483A (zh) * 2019-09-30 2020-01-24 安徽问天量子科技股份有限公司 抵御雪崩过渡区攻击的装置及方法
CN110726483B (zh) * 2019-09-30 2021-10-08 安徽问天量子科技股份有限公司 抵御雪崩过渡区攻击的装置及方法
CN112702163A (zh) * 2020-12-29 2021-04-23 西安电子科技大学 物理层密钥生成方法、系统、计算机设备、终端及应用
CN113037476A (zh) * 2021-03-01 2021-06-25 南京大学 一种非对称的相干检测量子会议密钥协商方法及系统
CN113037476B (zh) * 2021-03-01 2022-07-12 南京大学 一种非对称的相干检测量子会议密钥协商方法及系统

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