[发明专利]基于无线信道特征量化私有不对称密钥的信息传输方法

说明书

本发明介绍了一种基于无线信道特征量化私有不对称密钥的信息传输方法。由通信双方测量无线信道特征，提取出各自的私有密钥。通信的一方使用私有密钥对需要传输的信息先进行信道编码后再进行异或操作，实现对传输信息的加密。接收方使用其私有密钥对接收的信息进行异或操作，实现对传输信息的解密。由于无线信道和设备特征的影响，通信双方的私有密钥可能不对称，即有一定的差异。接收方解密的信息需要再使用信道纠错译码，解出正确的传输信息。使用该方法可以不需要通过额外的信息调和和隐私放大过程，实现共享无线信道特征的安全信息传输。

技术领域

本发明涉及信息安全传送技术领域，特别是涉及一种基于无线信道特征量化私有不对称密钥的信息传输方法。

背景技术

基于无线信道特征物理层安全技术主要是基于测量无线信道的特征将其量化成通信双方对称的密钥，再使用其密钥加密上层传输的信息。然而，在实际的通信系统中，由于通信双方的通信链路可能存在着些许的差别，获得的无线信道特征不尽相同。因此，为了能够获得对称的密钥，在以往的基于无线信道特征物理层安全技术中需要引入信息调和过程，通过通信双方交互信息调和信息，从而获得通信双方一致的密钥。然而，引入信息调和将不可避免的泄漏通信双方秘密的无线信道特征信息。为了能够解决信息调和带来的双方秘密的无线信道特征信息的泄漏，通信双方还需要进一步通过隐私放大过程来保护最终获得密钥的安全性和随机性。因此，这些过程将增加最终获得密钥的复杂度。此外，在现有的基于无线信道特征的密钥生成技术体制中，信道纠错编码大多被用于考虑在信息调和的过程中使用，用于生成对称的密钥。在现有的研究中，并没有将将信道纠错编码和基于无线信道特征密钥生成的安全信息传输结合在一起考虑。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种基于无线信道特征量化私有不对称密钥的信息传输方法，通过本发明方法，可以基于通信双方测量得到的无线信道特征，将需要的信息通过安全的方式传递给对方，从而避免在以往通过无线信道特征直接生成密钥方法中的信息调和和隐私放大过程，具有更好的实用性，为达此目的，本发明提供一种基于无线信道特征量化私有不对称密钥的信息传输方法，包括了以下步骤：

步骤A，通信双方A和B通过各自发射的导频序列，测量通信双方各自到对方信道的信道特征，通信双方将各自测量得到的无线信道特征量化成一种私有密钥，所述私有密钥是通信双方不对称的密钥；

步骤B，通信的A方将需要传输的信息通过预处理后进行信道纠错编码，生成信道纠错编码后的比特序列；

步骤C，通信的A方将步骤B中生成的信道纠错编码后的比特序列和步骤A中得到的私有密钥进行编码操作，生成加密后的数据流；

步骤D，通信的A方将加密后的数据流通过公开信道发送给B；

步骤E，通信的B方使用在步骤A获得的私有密钥对从A接收到的数据流进行解码操作；

步骤F，通信的B方使用信道编码解码算法对步骤E进行解码操作后的数据流进行信道纠错编码解码；

步骤G，通信的B方将信道解码后的比特序列进行和步骤B预处理过程相逆的处理后得到A传输给B的信息。

本发明的进一步改进，步骤A中的导频序列应是多载波传输系统中的频域子载波导频序列，或者是单载波传输系统中的时域符号序列，步骤A中的信道特征应是测量得到的信道频域幅度响应特征，或者是测量得到的信道时域冲击响应特征，步骤A中的量化过程为，当信道特征为信道频域幅度响应特征时，应将信道的频域幅度响应特征在不同子载波的幅度值量化为与幅度对应的比特序列；当信道特征为信道时域冲击响应特征时，应将信道的时域冲击响应在不同时间点的冲击响应幅度值量化为与幅度对应的比特序列。

本发明的进一步改进，步骤A中的私有密钥，应由通信的A和B方将相应的信道测量的结果，通过预处理后量化成比特序列。