[发明专利]一种基于接收信号功率的协作物理层认证方法及系统

权利要求书

1.一种基于接收信号功率的协作物理层认证方法，其特征在于，所述认证方法包括以下步骤：

获取用户终端从待认证发送源接收到的接收信号，对所述接收信号进行抽样，利用抽样得到的信号计算所述接收信号的信号功率；

将所述信号功率与预设信号阈值进行比较，推断所述接收信号是否为伪造攻击者存在状态；

当所述信号功率大于或等于预设信号阈值，则确定所述接收信号为伪造攻击者存在状态；

当所述信号功率小于预设信号阈值，则确定所述接收信号不为伪造攻击者存在状态；

将所述用户终端的拓扑结构建模为马尔科夫随机场模型，根据所述伪造攻击者存在状态计算本地函数值，以及计算相邻所述用户终端之间的兼容函数值；

计算所述本地函数值的公式如下：

其中，φ_i表示所述本地函数，S_i,t表示第i个用户终端的t时刻所推断的伪造攻击者存在状态，Λ_i,t表示似然比，b_i,t-1表示第i个用户终端的t-1时刻的最终信度，表示均匀分布函数，δ(O_i,t＝1)为冲激函数，表示归一化因子，κ表示遗忘因子，表示第i个用户终端的t时刻的信度预测；

计算所述兼容函数值的公式如下：

其中，表示相邻的第i个用户终端和第j个用户终端的兼容函数，S_i，S_j分别表示相邻的第i个用户终端和第j个用户终端的状态，Λ_i,Λ_j表示相邻的第i个用户终端和第j个用户终端的似然比，θ_ij表示相邻的第i个用户终端和第j个用户终端的状态相同时的兼容函数值，表示第i个用户终端和第j个用户终端的状态不相同时的兼容函数值，表示均匀分布函数；

利用所述本地函数值和所述兼容函数值确定传播消息，所述用户终端获取所述传播消息，将所述传播消息传播至相邻用户；

所述相邻用户对所述传播消息进行更新，采用以下更新方式：

其中，表示在第j个所述用户终端进行更新后的传播消息，C_j表示归一化因子，φ_j(S_j|Λ_j)表示第j个用户终端的所述本地函数值，表示所述兼容函数值；

将所述传播消息进行多次传播和更新，以确定所述传播消息的最终信度；

计算所述最终信度的公式如下：

其中，b_i(S_i)表示所述传播消息在第i个用户终端时的最终信度，c_i表示归一化因子，φ_i(S_i|Λ_i)表示第i个用户终端的所述本地函数值，表示经过n次传播和更新的所述传播消息；

对所述最终信度进行对比判断，以确定待认证发送源的身份状态。

2.如权利要求1所述一种基于接收信号功率的协作物理层认证方法，其特征在于，所述接收信号的计算方式如下：

其中，p_b表示合法发送源的发送能量，p_si表示伪造发送源的发送能量，h_bi表示所述合法发送源与第i个用户之间的信道，表示所述伪造发送源与第i个用户之间的信道，Φ表示伪造攻击存在的状态，n表示高斯白噪声。

3.如权利要求1所述一种基于接收信号功率的协作物理层认证方法，其特征在于，所述对所述接收信号进行抽样，以计算所述接收信号的信号功率的步骤包括：

对所述接收信号进行多个抽样，确定接收信号向量，以计算所述接收信号的信号功率；

所述信号功率采用以下计算方式：

其中，表示所述信号功率，表示所述接收信号向量，E表示数学期望。