[发明专利]利用喷泉码实现对称加密保障无线数据安全传输的方法

说明书

本发明公开了一种利用喷泉码实现对称加密保障无线数据安全传输的方法，包括以下步骤：1)得K个加密的源数据包；2)得喷泉码编码包，然后在喷泉编码包的包头中插入喷泉编码包的序号及编码信息；3)当合法接收端根据接收到的喷泉编码包成功完成喷泉码解码并恢复出加密的源数据包时，则通过当前接收到的所有喷泉编码包的序号构建序号集合V；4)合法发送端通过序号集合V中的所有序号对应的喷泉码编码包数据对随机比特序列k进行异或加密，得加密的随机比特序列k′；5)合法接收端对加密的随机比特序列k′进行解密，得随机比特序列k，然后根据随机比特序列k解密加密的源数据包得原始数据流，该方法能够有效的提高无线数据传输的安全性，同时减小合法接收端的反馈负载。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种利用喷泉码实现对称加密保障无线数据安全传输的方法。

背景技术

与传统有线通信网络相比，无线通信网络的开放性使得数据的安全传输更加难以实现，因为窃听者易于窃听到无线终端之间传输的信息。传统加密技术为了获得保密性能，通常在上层协议中采用对称加密或者非对称加密技术，但是在动态无线网络中，传统加密技术面临着一些问题如对称加密中的密钥分发以及非对称加密中的高计算复杂度，这在一定程度上限制了传统加密技术的使用场景。

喷泉码作为一种无码率纠删码，主要包括LT码和Raptor码，现有的技术在利用喷泉码在进行无线数据传输过程中，很容易被窃听者进行窃听到，信息传输的安全性较差。在现有的一些利用喷泉码实现无线数据安全传输的方案中，每当合法接收端接收到一个喷泉编码包后，都会将反馈信号发送至合法发送端，因此反馈负载较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种利用喷泉码实现对称加密保障无线数据安全传输的方法，该方法能够有效的提高无线数据传输的安全性，同时减小合法接收端的反馈负载。

为达到上述目的，本发明所述的利用喷泉码实现对称加密保障无线数据安全传输的方法包括以下步骤：

1)合法发送端将原始数据流划分成K个等长的源数据包，再通过随机比特序列k对K个源数据包进行异或加密，得K个加密的源数据包；

2)合法发送端对K个加密的源数据包进行喷泉码编码，得到喷泉码编码包，再存储得到的喷泉编码包数据及喷泉编码包的序号，然后在喷泉编码包的包头中插入喷泉编码包的序号及编码信息，再将含有序号及编码信息的喷泉编码包依次经数据链路层CRC编码及信号编码后发送给合法接收端；

3)合法接收端在依次接收合法发送端发送过来的喷泉编码包的过程中，当合法接收端根据接收到的喷泉编码包成功完成喷泉码解码并恢复出加密的源数据包时，则通过当前接收到的所有喷泉编码包的序号构建序号集合V，然后将所述序号集合V发送至合法发送端；

4)合法发送端接收所述序号集合V，然后利用序号集合V中所有序号对应的喷泉编码包数据对随机比特序列k进行异或加密，得到加密的随机比特序列k′，然后将加密的随机比特序列k′发送至合法接收端；

5)合法接收端接收加密的随机比特序列k′，再通过已经接收到的喷泉编码包数据对加密的随机比特序列k′进行解密，得随机比特序列k，然后利用随机比特序列k解密加密的源数据包，得原始数据流。

步骤1)的具体操作为：

11)合法发送端确定源数据包的个数K，然后将原始数据流等分为K个源数据包；

12)合法发送端生成随机比特序列k，然后通过随机比特序列k对K个源数据包进行异或加密，得K个加密的源数据包。

随机比特序列k的长度与源数据包的长度相同。

本发明具有以下有益效果：