利用无线传播信道的安全空时网络编码-论文.pdf

《利用无线传播信道的安全空时网络编码-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第9卷第7期中国科技论文V01．9No．72014年7月CHINASCIENCEPAPERJu1．2014利用无线传播信道的安全空时网络编码高贞贞，程度活(西安交通大学电子与信息工程学院，西安710049)摘要：提出一种基于物理信道的安全空时网络编码方案。该方案利用信道互易性，将合法发送者和接收者之间共同的有效信道衰落系数作为安全密钥源。合法收发节点利用它们之间的信道生成密钥，并根据生成的密钥确定发送信号的旋转角度。旋转角度来自与发送符号相同的星座，使得旋转之后的符号仍然属于原来的星座点集合。由于窃听节点与合法收发对之间的信

2、道是互相独立的，因此窃听节点很难获得合法收发节点之间的密钥。基于上述的星座旋转，所提安全空时网络编码能够保证各中继节点在异步传输的前提下，目的节点仍然获得满分集，而窃听节点不能获取任何有用信息。仿真结果验证了安全空时网络编码方案的合理性。关键词：无线通信；物理层安全；空时网络编码中图分类号：TN929．5文献标志码：A文章编号：2095—2783(2014)07—0749—05Securespace-timenetworkcodingexploitingpropagationchannelsGaoZhenzhen，Cheng

3、Duhuo(SchoolofElectronicandInformationEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：AsecureSpace~TimeNetworkCoding(STNC)schemeisproposedbyexploitingphysicalchannels．Basedontheas—sumptionofchannelreciprocity，thebasicideaistosharetheeffectivechannelf

4、adingcoefficientbetweenthetransmitterandthereceiveranduseitasthesourceofsecretkey．TherotationiSalsofromthePSKconstellation，thustherotatedconstellationi8thesameastheoriginalone．Sincetheeavesdropper’Schannelistypicallyindependentofthelegitimatechannel，whichisthechann

5、e1betweenthelegitimatetransmit—receivepair，theeavesdroppercanhardlygetthesecretkey．Byusingtheproposedrota—tion，thesecureSTNCschemecanguaranteefulldiversityatthereceiverwhilelowinterceptionprobabilityattheeavesdropper．Simulationresultsarepresentedtoverifytheperforma

6、nceoftheproposedsecureSTNCscheme．Keywords：wirelesscommunication；physicallayersecurity；Space-TimeNetworkCoding由于无线传播媒介的开放性，致使安全性成为额外的堵塞节点(jammer)或只能提供转发阶段的安无线网络中的热点问题。虽然传统的基于密钥的上全性。本文尝试从合法收发对之间的物理传播信道层加密算法能够抵抗窃听者的窃听，但是该类方法人手，提出一种既能保证协作分集，又能抵抗窃听节面临着密钥的分布与管理方面的诸多问题_】]

7、，在协点窃听的安全协作传输方案。作通信等分布式的网络中尤其突出。物理层安全利针对异步传输的协作通信系统，文献[10]提出用无线信道的物理特性，可以实现信息的安全传输，了一种空时网络编码(space-timenetworkcoding，已经受到越来越多的关注l2≈]，并成为上层加密算法STNC)方案。基于文献[10]的空时网络编码结构，的补充。目前，大部分物理层安全研究是从信息论文献[11]提出了一种抵抗窃听的空时网络编码方的角度出发，例如文献[4—5]。利用无线传播特性生案，但是该方案的前提是广播阶段的传输是安全的。成安全密

8、钥已成为信息论安全的热点_6]。因无线为了保证广播阶段和转发阶段的安全性，本文利用传播信道具有互易性，合法的发送一接收节点之间的合法发送一接收对之间的信道互易性生成安全密钥，无线传播信道能够为它们提供相同的随机性，而不在不改变文献[10]中STNC结构的情况下，利用该在该位置的窃听者则无法