[发明专利]考虑敌对端计算能力的物理层认证系统的安全性检测方法

说明书

本公开描述一种考虑敌对端计算能力的物理层认证系统的安全性检测方法，其包括：发射端发射第一载体信号，第一载体信号经过信道得到第二载体信号；敌对端接收第二载体信号，基于第二载体信号和第一假设检验条件获得认证信息泄露率和第一虚警概率，基于Neyman–Pearson(奈曼–皮尔逊)理论，当第一虚警概率小于或等于上限时，敌对端获得第一最优阈值、第一检测概率和泄露概率；接收端接收第二载体信号，基于第二载体信号和第二假设检验条件获得第二虚警概率，基于Neyman–Pearson理论，当第二虚警概率小于或等于上限时，接收端获得第二最优阈值、第二检测概率和认证概率；接收端基于泄露概率和认证概率，获得安全认证概率，以检测物理层认证系统的安全性。

技术领域

本公开涉及无线通信技术领域，具体涉及一种考虑敌对端计算能力的物理层认证系统的安全性检测方法。

背景技术

验证发射端的真实性是一项基本的安全要求，传统的认证技术是基于加密机制并在上层进行身份认证。与传统的身份认证技术相比，物理层身份认证技术主要具有两个主要优点：首先物理层身份认证技术通过向敌对端引入噪声干扰而获得更高的信息理论安全。其次，物理层身份认证可以避免计算机上层的任何操作而获得更高的效率和更好的兼容性。

物理层身份认证技术的性能评估主要基于三个特性：隐匿性、安全性和鲁棒性。具体而言，隐匿性包含两个方面：用于身份认证的方法不应该很容易的被检测到或被观察到；且对不知情的接收端恢复消息的能力没有明显的影响。安全性是指能否抵抗敌对端的攻击。鲁棒性是评价认证技术可否在干扰中继续认证过程。

然而，目前关于物理层身份认证的性能分析的研究还很不完善。由于上述三个特性通常是分开讨论的，因此很难系统的分析特定的物理层身份认证技术中参数对最终性能的影响，且在相同的信道条件下公平的比较不同的物理层身份认证技术的性能也变得困难。

发明内容

本公开是有鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种能够提高性能分析的便利性和准确性的考虑敌对端计算能力的物理层认证系统的安全性检测方法。

为此，本公开的第一方面提供了一种考虑敌对端计算能力的物理层认证系统的安全性检测方法，是包含发射端、接收端和敌对端的无线通信系统的物理层认证系统的安全性检测方法，其特征在于，包括：所述发射端发射第一载体信号，所述第一载体信号经过无线衰落信道得到第二载体信号；所述敌对端接收所述第二载体信号，基于所述第二载体信号获得估计标签信号和第一检验统计量，基于估计标签信号获得密钥质疑度，基于所述密钥质疑度获得认证信息泄露率，基于第一假设检验条件和所述第一检验统计量获得第一虚警概率，基于Neyman–Pearso(奈曼–皮尔逊)理论，当所述第一虚警概率小于或等于第一虚警概率的上限时，所述敌对端获得第一最优阈值，以确定第一检测概率，基于所述认证信息泄露率和所述第一检测概率获得泄露概率；所述接收端接收所述第二载体信号，基于所述第二载体信号获得目标载体信号，基于所述目标载体信号获得残差信号，基于所述残差信号获得第二检验统计量，基于第二假设检验条件和所述第二检验统计量获得第二虚警概率，基于Neyman–Pearso理论，当所述第二虚警概率小于或等于第二虚警概率的上限时，所述接收端获得第二最优阈值，以确定第二检测概率，基于所述第二检测概率获得认证概率；并且所述接收端基于所述泄露概率和所述认证概率，获得安全认证概率，以检测物理层认证系统的安全性。