[发明专利]超宽带安全测距

说明书

本公开涉及超宽带安全测距。提出了用于生成和验证超宽带(UWB)通信的接收的方法和装置，例如，以执行安全的UWB测距。验证者消息和证明者消息可以在脉冲的随机加密安全训练序列(STS)之上编码，以块的形式组织，使得给定块对应于给定的消息位。在一些场景中，可以使用对于接收方设备未知的验证者消息对第一STS进行编码。可以从接收方设备接收第二STS，该第二STS用未知的证明者消息编码。还可以接收第三STS，该第三STS用使用验证者消息和认证消息生成的认证消息进行编码。因此，认证消息的验证可以确认接收方设备接收到第一STS，并且接收方设备是第二STS的可靠来源。因此，可以依赖第二STS，例如，用于测距计算。

优先权声明

本专利申请要求于2018年7月5日提交的标题为“Ultra Wideband SecureRanging”的美国临时专利申请序列号62/694,329的优先权权益，该专利申请的发明者为Joachim S.Hammerschmidt和Eren Sasoglu，该专利全文以引用方式并入本文，如同其在本文中充分且完全地阐述。

技术领域

本申请涉及无线通信，包括用于执行无线通信的安全测距的技术。

背景技术

无线通信系统的使用正在快速增长。另外，无线通信技术已从仅语音通信演进到也包括数据(诸如互联网和多媒体内容)的传输。

移动电子设备可采取用户通常携带的智能电话或平板电脑的形式。可穿戴设备(也被称为附属设备)为一种较新形式的移动电子设备，一个示例为智能手表。另外，旨在用于静态或动态部署的低成本低复杂性的无线设备作为开发“物联网”的一部分也在迅速增加。换句话讲，所需设备的复杂性、能力、流量模式和其他特征范围越来越广泛。

一种用于无线通信的用例包括测距通信。具体地讲，可使用超宽带(UWB)设备来执行精确的测距。可以通过到达时间测量结合消息交换来执行测距以提取飞行时间。

测距可以在各种可能的功能中提供无线键类型功能。因此，安全性可是一个重要的考虑因素，例如，为了保护测距通信免受敌对攻击和窃听。

例如，安全性通常是基于消息交换的测距的要求，例如，以确保来自非参与设备的信号(恶意或良性)不会改变参与设备的相应接收器处的到达时间计算。实现此类安全性的一种方法是使UWB测距分组难以被攻击者伪造(或“欺骗”)。保护测距分组免受欺骗可以通过在UWB测距分组中包括加密安全随机序列来完成，这仅由测距方知道。在常规具体实施中，非常低的UWB发送和接收信号功率需要长相关器，以便从安全训练序列(STS)准确地提取(或确定)到达时间。即使底层位序列是加密安全的，接收机的长时间相关也会使STS容易受到攻击。

因此，期望在该领域进行改进。

发明内容

本文给出了用于执行安全测距无线通信的系统、装置和方法的实施例。

根据本文描述的技术，可使用超宽带(UWB)通信以可帮助防止各种类型的攻击的方式来执行安全测距无线通信。

提出了用于生成和验证UWB通信的接收的方法和装置，例如，用于安全UWB测距。验证者消息和证明者消息可以在脉冲的随机加密安全训练序列(STS)之上编码，以块的形式组织，使得给定块对应于给定的消息位。

提出了一种用于生成第一UWB分组的方法。该方法可以包括无线通信设备，其生成包括加密编码的随机STS脉冲序列的第一安全训练序列(STS)；并且在两个或更多个子块之间划分STS脉冲序列，其中所述两个或更多个子块中的子块与对应于单独的验证者消息的位相关联，其中基于该位设置子块中的多个脉冲的极性。

在一些场景中，该方法还可以包括无线通信设备在所述两个或更多个子块中的两个子块之间插入间隙。