合法通信双方可以利用无线信道状态的随机特性提取符合信息论安全的共享密钥序列。为了提高无线信道提取密钥的效率,提出一种基于差分的多级量化共享密钥提取方案。该方案采用随机调制对无线信道进行高频采样,并引入融合随机抽样差分的...合法通信双方可以利用无线信道状态的随机特性提取符合信息论安全的共享密钥序列。为了提高无线信道提取密钥的效率,提出一种基于差分的多级量化共享密钥提取方案。该方案采用随机调制对无线信道进行高频采样,并引入融合随机抽样差分的自适应符号量化(ASQ)和均衡化多比特修正量化(BMMQ)这2个算法处理一阶差分序列,以获得原始密钥序列。在此基础上,应用信息协商算法纠正原始密钥中不一致的比特,并使用原始密钥及一阶差分序列重构信号,再对该信号进行二次量化,最终实现合法通信双方的密钥同步。实验结果表明,随机抽样差分能够将相邻样本点之间的相关系数降低至e^(-1)以下,有效降低密钥序列中的统计依赖性;在信噪比(SNR)为25 dB的条件下,ASQ算法可在保持原始密钥提取率(OKER)为0.86的同时,将密钥不一致率(KDR)降低至3.8×10^(-5);在无损量化的条件下,BMMQ算法可以把KDR降低至7×10^(-3)。最终生成的共享密钥序列通过了NIST(National Institute of Standards and Technology)随机性测试,验证了密钥的安全性和有效性。展开更多
文摘合法通信双方可以利用无线信道状态的随机特性提取符合信息论安全的共享密钥序列。为了提高无线信道提取密钥的效率,提出一种基于差分的多级量化共享密钥提取方案。该方案采用随机调制对无线信道进行高频采样,并引入融合随机抽样差分的自适应符号量化(ASQ)和均衡化多比特修正量化(BMMQ)这2个算法处理一阶差分序列,以获得原始密钥序列。在此基础上,应用信息协商算法纠正原始密钥中不一致的比特,并使用原始密钥及一阶差分序列重构信号,再对该信号进行二次量化,最终实现合法通信双方的密钥同步。实验结果表明,随机抽样差分能够将相邻样本点之间的相关系数降低至e^(-1)以下,有效降低密钥序列中的统计依赖性;在信噪比(SNR)为25 dB的条件下,ASQ算法可在保持原始密钥提取率(OKER)为0.86的同时,将密钥不一致率(KDR)降低至3.8×10^(-5);在无损量化的条件下,BMMQ算法可以把KDR降低至7×10^(-3)。最终生成的共享密钥序列通过了NIST(National Institute of Standards and Technology)随机性测试,验证了密钥的安全性和有效性。
