[发明专利]短距离无线环境下智能设备间的高熵共享口令生成方法

权利要求书

1.一种短距离无线环境下智能设备间的高熵共享口令生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：系统初始化及系统参数发布；

所述系统包括可信权威机构、口令生成设备；所述系统初始化及系统参数发布，具体实现包括以下子步骤：

步骤1.1：口令生成设备之间事先共享一个低熵共享口令P；所述低熵共享口令P为设备用户或者设备提供商设置的身份识别码；

步骤1.2：可信权威机构根据系统安全参数k，从抗碰撞的哈希函数族H中选择3个单向哈希函数：H(·)：任意有限域的输入H₁(·)：H₂(·)：其中是k-bit长素数q的整数域；

步骤1.3：可信权威机构公布系统参数{q，H(·)，H₁(·)，H₂(·)}；

步骤2：基于短距离无线信道特征的随机变量生成；

步骤2的具体实现包括以下子步骤：

步骤2.1：口令生成设备间，相互发送一个包含低熵共享口令P信息的无线信号；

步骤2.2：口令生成设备各自收到经历随机衰减变化后的包含低熵共享口令P的无线信号；

步骤2.3：口令生成设备以最大似然方法，各自得到相同的随机衰落相位θ；

步骤3：基于身份，即步骤1.1中的低熵共享口令P、以及步骤2.3中的随机衰落相位θ在协议选定频率上建立安全共享变量；

步骤3的具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：口令生成设备各自基于随机衰落相位θ，低熵共享口令P，计算一个角频率ω＝F(H，H₂，θ，P)；其中F()只表示计算关系；

其中，角频率ω＝F(H，H₂，θ，P)＝H(H₂(θ)+H(P))；其中F()只表示计算关系，H(·)和H₂(·)是步骤1.2哈希函数族H中对应数域的单向哈希函数；

步骤3.2：口令生成设备各自随机选择一个[0，2π]相位值，并以频率ω与选定随机相位发送正弦信号；

步骤3.3：口令生成设备接收方，在获取接收信号的角频率ω后，对其进行ω＝F(H，H₂，θ′，P)验证；其中θ′为接收方拥有的随机相位值；若角频率ω与计算值F(H，H₂，θ′，P)相等，则验证通过；否则验证失败，生成算法异常结束；

步骤3.4：口令生成设备各自基于低熵共享口令P和随机衰落相位θ，计算得到口令生成设备之间具有相等的特性变量Δφ＝F(H，H₁，H₂，θ，P)；

步骤4：基于步骤3.4中的安全共享的相等特性变量，生成高熵共享口令；

步骤4的具体实现包括以下子步骤：

步骤4.1：口令生成设备各自将[0，2π]平均划分为q个分组，每组的区间长度为2π/q；这些分组用长度为log₂q bit的二进制数进行区分表示；其中q与中的q含义一致；

步骤4.2：口令生成设备对计算得到的步骤3.4中的具有相等特性变量进行区间范围判断，判断步骤3.4中的相等特性变量是属于[0，2π]区间范围内的哪个分组；

步骤4.3：口令生成设备各自得到步骤3.4中的相等特性变量对应分组的log₂q bit长度的二进制数；口令生成设备将二进制数作为此次传输过程所生成的高熵共享口令；

在口令生成设备之间，将上述步骤1-步骤4执行|D|/log₂q次，口令生成设备计算得到长度为|D|bit的高熵共享口令，且该口令只能被合法口令生成设备通过计算得到；其中|D|为用户根据安全需要选择的口令熵。