[发明专利]一种基于信号强度轨迹的无线设备密钥建立方法

权利要求书

1.一种基于信号强度轨迹的无线设备密钥建立方法，其特征在于，所述基于信号强度轨迹的无线设备密钥建立方法包括以下步骤：

步骤一，建立密钥的两台无线设备进行初始化设定，确定设备的收、发频率；两台设备分别在各自的接收频率接收对方发出的无线信号，并将之存储于自身存储空间中；

步骤二，两台设备分别根据量化区间和密钥位数，选取信号强度轨迹的序列长度，对信号强度轨迹进行量化，在每个量化区间内，进行中值和均值的大小判定，将结果用0和1表示，存储在密钥序列中；

所述两台设备分别根据量化区间和密钥位数，选取信号强度轨迹的序列长度，对信号强度轨迹进行量化包括：

设备A和B根据量化间隔M和密钥位数K，信号强度轨迹序列Ra和Rb的前M×K位，表示为Ra`和Rb`，并将Ra`存储于设备A中，Rb`存储于设备B中；

两设备分别计算Ra`和Rb`每个量化间隔的中值Q和均值P，计算公式如下：

其中Q表示量化间隔M的中值，P表示量化间隔M的均值，r表示信号强度，a＝b+M，表示量化间隔M内的第一个采样在整个采样序列内的位置，b表示量化间隔M内的最后一个采样在整个采样序列内的位置；

对每个量化间隔的中值和均值进行大小判定，根据大小结果将该量化间隔判定为0或1；判定方法为：若QP，则将整个量化间隔M量化为二进制1；反之，则将整个量化间隔M量化为二进制0；

对Ra`和Rb`内所有的间隔进行判定，将所有判定结果依序存入两个密钥序列Ka和Kb；

步骤三，利用哈希序列，进行两台设备存储的密钥序列的纠错，将两个密钥序列不相同的比特位数删除；

所述初始化包括：

建立密钥的两个无线设备A和B均采用全双工模式；设备A以频率F_a、发送正弦信号X_a，在频率F_b上接收信号Y_b；设备B以频率F_b发送正弦信号X_b，在频率F_a上接收信号设备A发送的信号Y_a，表示为：

其中Y_a和Y_b表示设备B和设备A分别接收到的信号，y_ai表示接收信号Y_a的第i个信号采样，n表示信号Y_a的采样个数，y_bj表示接收信号Y_b的第j个信号采样，m表示信号Y_b的采样个数，N表示正整数。

2.如权利要求1所述的基于信号强度轨迹的无线设备密钥建立方法，其特征在于，所述存储在密钥序列中包括：

在两秒内任意移动两设备的位置，设备A和B将两秒内分别接收到的信号强度轨迹序列R_a和R_b存储于自身存储空间中；R_a和R_b表示为：

其中R_a和R_b表示设备B和设备A分别接收到的信号强度轨迹序列，r_ai表示接收信号Y_a的第i个采样的信号强度，n表示信号Y_a的采样个数，r_bj表示接收信号Y_b的第j个信号采样的信号强度，m表示信号Y_b的采样个数，N表示正整数。

3.如权利要求1所述的基于信号强度轨迹的无线设备密钥建立方法，其特征在于，所述进行两台设备存储的密钥序列的纠错包括：

利用哈希函数，将密钥位数K转化为8比特的二进制序列x，将x分别添加在Ka和Kb序列的最前端，生成两个新序列Ea和Eb，表示为：

设备A向设备B发送序列Eb，设备B向设备A发送序列Ea；设备A比较Eb中的Kb子序列和收到的序列Ea中的Ka子序列是否相同，若相同，则不作处理；反之，在序列Eb中删除不同的值；

设备B进行相同的操作；操作完成后，设备A和设备B得到相同的二进制序列，该二进制序列作为两设备的共享密钥。

4.一种利用权利要求1～3任意一项所述基于信号强度轨迹的无线设备密钥建立方法的无线网络系统。