[发明专利]密钥生成方法和装置

说明书

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种密钥生成方法和装置。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，通过无线通信的传输需求越来越多，尤其OFDM-TDD通信系统，因具有频谱利用率高、收发简单以及抗干扰能力强等优点被较多使用。

然而由于无线信道的开放性，导致无线传输信号容易被非法截获，现有技术中有两种专利方案来保证无线传输信号的安全，具体如下：1)CN97195569.7：基于信道特征的安全通信的装置与方法，专利设计了一种基于信道相位信息的密钥产生方法；对信道相位估计值，直接进行量化，并使用块码将量化值的差进行译码得到密钥序列，后续通过使用信道解码器，通信双方建立相同的秘密密钥。2)CN 103460639：用于确保无线通信安全的系统和方法。该专利设计了一种同时利用信道幅值与相位的生成密钥方法：当信道增益低于系统设置的低门限时，量化幅值为0；当信道增益高于系统设置的高门限时，量化幅值为1且量化相位产生密钥，量化相位的方法是将相位划分为2^k个区域，并将划分的区域分为2^m个组(m<k)，每个组包含2^k-m个均匀分布的量化区域，仅对落于单数编号的组的信道相位进行量化产生唯一的k位码字，k位码字的前m位作为组编号用于公开讨论以提高密钥一致率，后k-m位作为密钥；而当信道增益低于系统设置的高门限但高于低门限时不处理，其中高门限和低门限可基于信道估计的历史信息确定。

然而，前述现有技术中，如CN 97195569.7专利，直接对信道相位信息进行量化编码产生密钥，其缺少保障密钥一致性的措施从而导致密钥一致率低。如CN 103460639专利低于低门限的信道估计信息由于噪声干扰并不可靠，利用此时的信道信息将降低密钥一致率；低于高门限而高于低门限的信道信息被丢弃，损失了密钥熵；对于高于高门限的相位信息进行量化编码时，只对部分量化区间进行编码，降低了密钥熵；同时，相位量化后的编码比特前若干比特用于公开讨论，进一步降低了密钥熵。该专利一方面使用了低于低门限的信道信息而抛弃高于低门限但低于高门限的信道信息不仅损失了密钥熵，同时降低了密钥一致率；另一方面在对信道相位信息进行量化编码时抛弃了一定比例的量化区间从而极大的降低了密钥熵。

综上，现有技术中的密钥生成方法具有密钥一致性与密钥熵无法同时达到高水平的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种密钥生成方法和装置，用以解决现有技术中密钥生成方法中密钥一致性与密钥熵无法同时达到高水平的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种密钥生成方法，用于生成OFDM-TDD通信系统的密钥，该密钥生成方法包括：

估计所述通信系统中第一信道和第二信道，得到第一信道状态信息和第二信道状态信息；

根据所述第一信道状态信息和第二信道状态信息的相位和幅值来判断是否存在目标信道状态信息；

若是，根据所述目标信道状态信息得到所述通信系统的密钥。

本申请实施例采用下述技术方案：

一种密钥生成装置，用于生成OFDM-TDD通信系统的密钥，该密钥生成装置包括：

估计模块，估计所述通信系统中第一信道和第二信道，得到第一信道状态信息和第二信道状态信息；

判断模块，根据所述第一信道状态信息和第二信道状态信息的相位和幅值来判断是否存在目标信道状态信息；

执行模块，在判定存在目标信道状态信息时，根据所述目标信道状态信息得到所述通信系统的密钥。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

通过根据相位和幅值在第一、第二信道中确定目标信道状态信息，进而根据目标信道状态信息来得到密钥，利用了无线信道的随机性和互易性，使得密钥也为随机动态生成，提高了密钥的安全性；同时，由于联合利用信道幅值与相位信息来获取密钥，克服了单独使用信道幅值获取密钥所造成密钥熵较低的缺陷，或单独使用信道相位获取密钥所造成密钥一致性差的缺陷，使得密钥一致性与密钥熵均达到高水平。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例中通信系统的示意图。

图2为本申请实施例中用于前述通信系统的密钥生成方法的过程。

图3为本申请实施例中密钥生成方法内步骤S20的具体过程。