一種利用信道加密的安全傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信物理層領(lǐng)域，尤其涉及一種利用信道加密的安全傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線通信系統(tǒng)的開放性使網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)容易遭到惡意節(jié)點(diǎn)的攻擊和竊聽，從而存在 安全隱患。Shannon首先提出通過(guò)密鑰對(duì)信息加密進(jìn)行傳輸?shù)母拍睿@樣竊聽者得到的消息 是以密文的形式呈現(xiàn)的，而只有接收端知道解密方法，因此使得竊聽者不能從收到的密文 中獲得原來(lái)的信息，從而實(shí)現(xiàn)了安全通信，通過(guò)密鑰對(duì)信息加密再進(jìn)行傳輸是一種切實(shí)可 行的方案，然而密鑰的安全性和復(fù)雜性對(duì)整體的安全性能有重要影響，本發(fā)明提出了一種 利用信道加密的安全傳輸方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種利用信道加密的安全傳輸方法，本發(fā)明通過(guò)將基于壓縮感知理 論的密鑰算法應(yīng)用于多節(jié)點(diǎn)通信模型中，不僅可以有效抵抗竊聽節(jié)點(diǎn)的竊聽行為，而且接 收者還可以高概率重構(gòu)原始信號(hào)，詳見下文描述：
[0004] -種利用信道加密的安全傳輸方法，所述安全傳輸方法包括以下步驟：
[0005] 基于壓縮感知理論建立協(xié)作通信系統(tǒng)模型；
[0006] N個(gè)源節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送消息，將源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道矩陣作為測(cè)量矩陣，即 作為密鑰，使消息在中繼節(jié)點(diǎn)處完成壓縮感知變換，完成了加密過(guò)程；
[0007]中繼節(jié)點(diǎn)將接收到的消息轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)；
[0008] 目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)已有壓縮感知重構(gòu)算法，得到原始消息和重構(gòu)誤差。
[0009] 所述作通信系統(tǒng)模型具體為：N個(gè)源節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)M個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)，與目的節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行通信；此過(guò)程受到E個(gè)竊聽節(jié)點(diǎn)的竊聽，假設(shè)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)稀疏度為K，K<<N， M彡cKlog(N/K)，c彡4的常量。
[0010] 所述中繼節(jié)點(diǎn)接收到的消息為：
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用信道加密的安全傳輸方法，其特征在于，所述安全傳輸方法包括以下步 驟： 基于壓縮感知理論建立協(xié)作通信系統(tǒng)模型； N個(gè)源節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送消息，將源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道矩陣作為測(cè)量矩陣，即作為 密鑰，使消息在中繼節(jié)點(diǎn)處完成壓縮感知變換，完成了加密過(guò)程； 中繼節(jié)點(diǎn)將接收到的消息轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)； 目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)已有壓縮感知重構(gòu)算法，得到原始消息和重構(gòu)誤差。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用信道加密的安全傳輸方法，其特征在于，所述協(xié)作 通信系統(tǒng)模型具體為： N個(gè)源節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)M個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)，與目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信；此過(guò)程受到E個(gè)竊聽節(jié) 點(diǎn)的竊聽，假設(shè)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)稀疏度為K，K << N，M彡cK log(N/K)，c彡4的常量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用信道加密的安全傳輸方法，其特征在于，所述中繼 節(jié)點(diǎn)接收到的消息為：
其中，Ps為每個(gè)源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率，H 源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)的信道矩陣；η #為源節(jié)點(diǎn) 到中繼節(jié)點(diǎn)的信道的噪聲；X為源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信息。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用信道加密的安全傳輸方法，所述安全傳輸方法包括以下步驟：基于壓縮感知理論建立協(xié)作通信系統(tǒng)模型；N個(gè)源節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送消息，將源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道矩陣作為測(cè)量矩陣，即作為密鑰，使消息在中繼節(jié)點(diǎn)處完成壓縮感知變換，完成了加密過(guò)程；中繼節(jié)點(diǎn)將接收到的消息轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)；目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)已有壓縮感知重構(gòu)算法，得到原始消息和重構(gòu)誤差。本發(fā)明不僅可以有效抵抗竊聽節(jié)點(diǎn)的竊聽行為，而且接收者還可以基本無(wú)誤地重構(gòu)原始信號(hào)。本發(fā)明提高了消息傳輸?shù)陌踩?，滿足了實(shí)際應(yīng)用中的多種需要。
【IPC分類】H04W12-02
【公開號(hào)】CN104540125
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510036135
【發(fā)明人】付曉梅, 邢娜, 李奕
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月23日