无线物理层密钥产生及安全性分析

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1、Ｉ屯－為．Ｖｉｙ：＇Ｖｉｌ＇毒＾ｉ单位代码ｒ、＝１０２％密级；公开；；中肆Ｉ｜Ｖ．齡；输硕女緣隹俗戈Ｗ论文题目：无线物理层密钥产生及安全性分析＇，二１０１３０１０５２０学号姓名量仁皮一＂’．．心々、、＾ｒ＾ｖ＇护也＼ｒ、里壬＂导师——生－学科专业信号与信息处理，物理屋空金硏究方向＇工学硕±申请学位类别：二一六年二论文提交日期零．月南京邮电大学学位论女原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及

2、取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过。的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。＇－＇研究生签名：ｆｉＩｆ日期：南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文培；允许论文被查阅和借阅；可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入

3、有关数据库进行检索；可采、缩、汇论文。本文的内容和纸质用影印印或扫描等复制手段保存编本学位电子文档一。。致（包括刊登）授权南京论文的内容相论文的公布邮电大学研巧生院办理涉。密学位论文在解密后适用本授权书養＾：；：日：研巧生签名谓／导师签名东期木仁了WirelessSecretKeyGenerationandSecurityAnalysisThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineering

4、ByRenqingJiaSupervisor:Prof.WeipingZhuFebruary2016摘要随着移动互联网业务的迅速发展，无线通信的信息安全逐渐成为一个非常重要的研究课题。传统加密算法严重依赖于计算复杂度实现，随着计算机技术的快速发展，传统加密算法将会面临着严峻的考验。近年来，无线密钥提取技术引起了研究者们的关注，通过无线密钥提取技术促使合法通信双方拥有大量的共享密钥，结合一次一密机制，使实现信息论意义上的绝对安全成为可能。本文对物理层密钥生成方法进行了深入的研究，主要包含以下几个方面：(1)针对无线密钥量化算法，对CQG量化算法、CQA

5、量化算法进行了深入的研究和仿真，并提出在CQA量化算法中加入保护间隔的改进思路，实验仿真结果表明改进算法可以进一步地降低合法通信双方的误符号率；(2)针对密钥协商算法，研究了Cascade密钥协商算法，并对算法性能进行了仿真分析，鉴于Cascade密钥协商算法需要合法通信双方多次地进行交互通信，提出了截止二分法对Cascade进行改进，以降低协商过程中合法通信双方的交互次数，通过实验仿真对改进算法的性能进行验证，仿真结果表明提出的改进算法可以有效地降低合法通信双方的交互次数；(3)Jam是一种与信道变化快慢无关、且能够快速生成物理层密钥的新技术。然而

6、，iJam方案的安全性与窃听者的位置紧密相关。尽管iJam采取双向交换密钥等机制克服了单窃听者的位置敏感问题，但是iJam方案的安全问题仍然存在。为攻击iJam，提出了一种双窃听者合作攻击方法，即两个分别位于Alice、Bob端的窃听者合作对iJam进行攻击。仿真结果表明：双窃听者合作攻击方法可有效破解合法用户协商的密钥。关键词:物理层安全，量化，Cascade，iJamIAbstractWiththerapiddevelopmentofmobileInternetservices,informationsecurityforwirelesscomm

7、unicationisbecomingaveryimportantresearchtopic.Traditionalsecretkeysharingprocedurereliesoncomputationalhardnesswhichwouldbefacingseriouschallengewiththedevelopmentofcomputer.Recently,therehasbeengreatinterestingeneratingthesharedsecretkeybasedonthephysicallayersecuritytechniqu

8、es,whichexploitsthewirelesschanneltogeneratesecretkeya