[发明专利]一种基于信道特征的密钥生成方法

权利要求书

1.一种基于信道特征的密钥生成方法，密钥生成前，互为发送端和接收端的通信终端A和通信终端B已进行了安全认证；其特征在于，该方法具体步骤如下：

步骤(1).随机信号传输；

通信终端A和通信终端B各自产生随机信号，并发送给对方；具体是：

(1-1).通信终端A生成一个长度为n的二进制随机比特序列x_a(n)＝[x_a(1),x_a(2),…,x_a(n)]∈(0,1)ⁿ，然后，通信终端A对x_a(n)进行调制，最后以射频信号x_a(t)的形式发送给通信终端B；

(1-2).通信终端B生成另一个长度为n二进制随机比特序列x_b(n)＝[x_b(1),x_b(2),…,x_b(n)]∈(0,1)ⁿ，然后，通信终端B对x_b(n)进行调制，最后以射频信号x_b(t)的形式发送给通信终端A；

步骤(2).共有初始随机密钥源获取；

通信终端A和通信终端B通过无线方式收到来自对方的随机信号后，生成用于产生共享密钥的初始随机密钥源；具体是：

(2-1).受信道和噪声的影响，通信终端A收到信号r_ba(t)＝x_b(t)h_ba(t)+n_ba(t)，其中h_ba(t)是从通信终端B到通信终端A的信道响应，n_ba(t)是均值为零、方差为的加性高斯白噪声；通信终端B收到的信号为r_ab(t)＝x_a(t)h_ab(t)+n_ab(t)，其中h_ab(t)是通信终端A到通信终端B的信道响应，n_ab(t)是均值为零、方差为的加性高斯白噪声；

(2-2).通信终端A解调接收到的随机信号r_ba(t)，获得随机比特序列r_a(n)＝[r_a(1),r_a(2),…,r_a(n)]；信道和噪声的影响都会使解调后得到的序列r_a(n)相对于通信终端B发送的原序列x_b(n)发生错误，将解调后的随机序列写成的形式，h_ba(n)表示由于无线信道对随机序列x_b(n)的影响而使其在解调时所发生的错误，n_ba(n)表示噪声对随机序列x_b(n)的影响而使其在解调时所发生的错误；

(2-3).通信终端B解调接收到的随机信号r_ab(t)，获得随机比特序列r_b(n)＝[r_b(1),r_b(2),......,r_b(n)]；信道和噪声的影响都会使解调后得到的序列r_b(n)相对于通信终端A发送的原序列x_a(n)发生错误，将解调后的随机序列写成的形式，h_ab(n)表示由于无线信道对随机序列x_a(n)的影响而使其在解调时所发生的错误，n_ab(n)表示噪声对随机序列x_a(n)的影响而使其在解调时所发生的错误；

(2-4).通信终端A计算随机序列

(2-5).通信终端B计算随机序列

步骤(3).密钥一致性协商；

通信终端A和通信终端B利用信息协调协议对生成的初始密钥序列y_a(n)和y_b(n)进行一致性协商，去除或纠正双方初始密钥序列中的不一致比特，得到一致的密钥序列；具体是：

(3-1).通信终端A和通信终端B在公开信道上发送密钥协商序列，去除或纠正双方生成的初始密钥序列中的不一致比特；

(3-2).如果一次密钥协商后，合法通信双方的密钥仍然不一致，则重复步骤(3-1)，直至得到一致的密钥序列；

步骤(4).保密增强；

通信终端A和通信终端B利用保密增强协议，对步骤(3)得到的一致密钥序列进行处理，得到高度保密的最终密钥K。