[发明专利]一种提取信道特征的方法及网络设备

说明书

本发明实施例提供一种提取信道特征的方法及网络设备，涉及通信领域，解决提取无线信道特征时的样本相关性不高和提取速率过慢的问题。具体方案包括：第一网络设备在链路层接收第二网络设备发送的参考数据包；第一网络设备根据参考数据包，提取第一网络设备与第二网络设备间的信道特征。本发明用于提取信道特征。

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种提取信道特征的方法及网络设备。

背景技术

安全密钥的建立是两个实体间秘密通信的基本要求。目前，对称加密、公钥加密和量子加密等方案已经得到普遍应用。但是，这些加密方案在安全性、成本上存在诸多缺陷，使得应用的局限性很大。

在此基础上，更轻量级并且更加灵活的、利用无线信道的物理特性在两个实体间生成加密密钥的加密方案应运而生。由于无线信号的空时唯一性、短时互易性、快速时变性及不可预测性等特征，使得利用基于无线信道特性提取的密钥作为会话密钥加密通信信道，攻击者很难破解会话密钥。

在利用无线信道的物理特性在两个实体间生成加密密钥时，需先采用数据包交互与逻辑控制机制提取无线信道的特征。在提取无线信道特征的过程中，收发双发记录信道特征信息的时间间隔τ，是度量信道特征样本相关性的重要参数，τ越小表示信道特征样本相关性越强，后续根据样本生成的密钥准确度也越高。

当前，无线信道特征样本提取技术采用的数据包交互和逻辑控制机制是基于网络层的ping工具。由于网络层的路由及协议控制等流程，以及网络侧数据包到达链路层后的重传确认机制，大大增加了特征样本时间间隔τ，造成提取无线信道特征时的样本相关性不高。

发明内容

本发明实施例提供一种提取信道特征的方法及网络设备，解决提取无线信道特征时的样本相关性不高和提取速率过慢的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种提取信道特征的方法，包括：第一网络设备在链路层接收第二网络设备发送的参考数据包；第一网络设备根据参考数据包，提取第一网络设备与第二网络设备间的信道特征。

本发明实施例提供的提取信道特征的方法，由于用于提取信道特征的参考数据包是在链路层交互，相比网络层交互数据包，省略了路由、协议控制等流程，可以简化数据包的交互过程，大大减少了收发双发提取信道特征的时间间隔，也就是减少了特征样本时间间隔。在采用信道特征生成密钥加密通信时，能很好的增加信道特征样本的相关性，提高密钥的准确性及提取速率。

其中，第一网络设备、第二网络设备互为通信双方。第一网络设备可以为通信中的发送方，通过向第二网络设备发送探测数据包，第二网络设备则反馈探测数据包的响应数据包，即为上述参考数据包。或者，第一网络设备可以为通信中的接收方，接收第二网络设备发送探测数据包，即为上述参考数据包，并向第二网络设备反馈探测数据包的响应数据包。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，本发明实施例提供的提取信道特征的方法还可以包括：第一网络设备生成信标数据包，并通过链路层向第二网络设备发送信标数据包；参考数据包为所述信标数据包的响应数据包。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，当第一网络设备为接收端网络设备，在第一网络设备在链路层接收第二网络设备发送的参考数据包之后，该方法还可以包括：第一网络设备通过链路层向第二网络设备发送参考数据包的响应数据包；参考数据包的响应数据包用于指示第一网络设备已成功接收参考数据包。

结合第一方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，上述信标数据包可以包括链路层管理帧。由于802.11中链路层的管理帧不存在重传控制机制和确认机制的干扰，进一步减少了收发双发提取信道特征的时间间隔，也就是减少了特征样本时间间隔，增加了信道特征样本的相关性，在采用信道特征生成密钥加密通信时，更好的提高了密钥的准确性。