[发明专利]面向无线体域网的生物增强无线信道密钥生成方法

权利要求书

1.面向无线体域网的生物增强无线信道密钥生成方法，包括：

(1)无线体域网中欲通信的两个节点A和B分别同时采集人体心电信号并进行量化编码，得到各自的生物特征序列F_A和F_B，两个节点A和B对各自得到的生物特征序列F_A和物特征序列F_B进行协商，以获取两个节点A、B双方相同的生物特征序列K_M；

(2)两个节点A、B以相同的生物特征序列K_M作为随机数生成器的种子，生成服从正态分布的N个随机数，记为{λ₁,λ₂,…,λ_N}，即无线信道增强因子，N表示大于零的整数；

(3)设两个节点A、B有探测包{s(1),s(2),...,s(n)}，将步骤(2)得到的无线信道增强因子作为两个节点A、B要发送的探测包的系数，得到增强探测包{λ₁s(1),λ₂s(2),...,λ_Ns(n)}，n表示探测包的数量，n＝N；

(4)两个节点A、B利用增强探测包进行无线信道探测，节点A获得接收信号强度序列S_A，节点B获得接收信号强度序列S_B；

(5)两个节点A、B对各自的接收信号强度序列进行量化编码，分别得到节点A的映射状态序列K_A，节点B的映射状态序列K_B，其中，节点A、B的映射状态序列中的状态值在集合{-1,0,1}中选取；

(6)两个节点A、B利用相同的生物特征序列K_M进行身份认证，同时进行映射状态序列索引协商，得到节点A的量化比特序列L_A和节点B的量化比特序列L_B；

(7)两个节点A、B根据各自的量化比特序列L_A、L_B进行信息协商，获得两个节点A、B相同的量化比特序列K，然后，两个节点A、B对量化比特序列K进行哈希操作实现隐私增强，得到两个节点A、B共享的密钥Key。

2.根据权利要求1所述的面向无线体域网的生物增强无线信道密钥生成方法，其中步骤(1)中，获取两个节点A、B双方相同的生物特征序列，通过如下步骤进行：

(1a)无线体域网中欲通信的两个节点A、B同时采集人体心电信号，并对其进行R波检测，检测出所有R波的波峰位置，将相邻两个R波波峰的间距作为一个脉冲间距，得到人体心电信号的所有脉冲间距；

(1b)设每个脉冲间距固定量化位数为X，两个节点A、B分别对自己的所有脉冲间距进行模2^X运算，将取模后的值直接编码为X位的二进制码，再将X位的二进制码转换为格雷码，并顺序连接所有脉冲间距的格雷码，分别得到节点A的生物特征序列F_A和节点B的生物特征序列F_B；

(1c)两个节点A、B对步骤(1b)中得到的节点A的生物特征序列F_A和节点B的生物特征序列F_B进行协商，获得节点A、B双方相同的生物特征序列K_M：

(1c1)节点A产生随机比特串L，并对此随机比特串L进行BCH纠错编码，得到纠错码，将此纠错码与生物特征序列F_A进行异或操作，得到编码信息T，再将编码信息T发送给节点B；

(1c2)节点B将接收到的编码信息T与自身的生物特征序列F_B进行异或操作，将异或操作结果进行BCH纠错解码，设定生物特征序列F_A和F_B的差异在BCH纠错码的纠错能力范围内，节点B即可纠错解码得出与节点A一致的随机比特串L；设BCH纠错码的纠错能力为18％；

(1c3)节点B对随机比特串L进行BCH纠错编码，并将纠错编码的结果与接收到的编码信息T进行异或操作，获得生物特征序列K_M，那么，K_M即为节点A、B双方相同的生物特征序列。