76技术研究201206杨斌(西安交通大学智能网络与网络安全教育部重点实验室,陕西西安710049) 摘要:无线通信天然的多径和时变特性为无线通信提供了可能性。物理层的机密传输。 文章分析了物理层安全技术的技术背景和研究现状,介绍了其理论基础和关键技术,并对一些技术方案进行了比较和分析。 近年来,物理层安全技术逐渐成为研究热点。 编码技术、协同干扰、密钥生成等研究方向取得了长足进展,并逐步从理论走向应用。 关键词:物理层安全; 窃听通道; 无线通信 CLC 分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1671-1122 (2012) 06-0076-04无线通信物理层安全杨斌(智能网络与网络安全教育部重点实验室)西安交通大学电子信息工程学院, 山西西安 710049) 摘要:安全是无线通信的关键问题之一。 将机密数据发送给合法用户而不是开放空间中的入侵者至关重要。 近年来,物理层安全引起了广泛的研究兴趣。 本文提供了有关确保无线通信物理层安全的几种新方法的教程。 介绍包括几个方面,从物理层安全的理论基础、安全代码设计、协同干扰、到密钥生成以及不同技术的比较。 最后我们对这一领域的未来工作进行了展望。 关键词:物理层安全; 窃听通道; 无线通信doi: 1 0.3969/j.issn.1 671 -1122.2012.06.022 无线通信物理层安全技术研究 收稿时间: 2012-04-25 作者简介: 杨斌(1977-),男,陕西人,博士生,主要研究方向:无线通信物理层安全、空时编码。

 

0 引言 无线通信是一种天然的广播信道,安全性从诞生之日起就成为工程技术人员必须面对的问题。 安全性包括两个要求。 首先,不能影响合法用户的接收,即保证合法用户通信的可靠性。 其次,它不能让窃听者获得任何有用的信息,即保证窃听者的不可知性。 有线通信由于其线路资源的限制,在一定程度上可以使窃听变得更加困难,并且保密性要求没有无线通信那么高。 然而无线通信很难防止非法用户的拦截,因此解决这个问题就显得尤为重要。 传统的保密通信主要涉及到基于密码学的加密技术,这意味着窃听者即使获得了与合法用户相同的消息,也因为不知道密钥而无法获得消息中的信息。 由于密钥总是有限的,这种加密技术实际上可以通过实验和猜测来解密,但通常实验的计算复杂度太大,导致无法解密。 因此,传统的加密方法主要是基于计算量。 然而,这个基础并不牢固。 随着计算机技术的发展和计算机计算能力的快速提高,这种加密技术变得更加安全,这种保密技术主要应用于通信及以上的网络层。 ,没有充分利用无线通信物理层的特性。 今年随着无线信道研究的深入以及各种新技术的发展,无线通信的物理层资源得到了充分的利用。

这些丰富的物理层功能和资源也为安全传输开辟了道路。 人们可以利用合法通道特征的唯一性和互惠性来加密信息、生成密码、识别合法用户等特征。 这些特征很难被窃听用户猜测或破解,从而使得窃听用户无法获得与合法用户相同的信息。 信息,增强传输的安全性。 物理层安全技术作为上层安全的补充而出现,可以大大增强整个系统的保密性和安全性能。 无线通信物理层安全技术的基本发展思路有两个方向。 一是基于窃听信道模型的加密方法。 主要思想是如果主信道比窃听信道更可靠,就可以保证在一定编码下高速率下的可靠通信,是无线物理层安全技术的主要研究思想。 从这个思路出发,很自然地要研究保密编码的实现以及如何产生主信道和窃听信道之间的可靠性差异(协作加扰)。 另一个方向是应用并结合传统的加密思想,利用无线信道的特点来生成、管理和分发密码,提高密码管理的安全性。 基于这些思想,本文对无线通信物理层安全技术进行了逐一讨论,重点讨论了协同干扰技术。 该技术是无线通信物理层安全技术中比较重要且接近实用的技术。

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