[发明专利]一种基于物理层密钥的联合交织加密方法

权利要求书

1.一种基于物理层密钥的联合交织加密方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

两个及以上的节点相互间发送探测信号；

节点接收到探测信号后测量出幅度矢量和相位矢量；

各节点根据各自的幅度矢量和相位矢量生成一致的密钥；

根据密钥得出交织矩阵；

通过交织矩阵对数据进行加密和解密。

2.根据权利要求1所述的一种基于物理层密钥的联合交织加密方法，其特征在于：所述幅度矢量和相位矢量的测量方法为：

节点A向节点B发送探测信号s_a(t)，节点B向节点A发送探测信号s_b(t)；

节点B接收到信号为：y_B(t)＝s_a(t)*h_AB+n_B，节点A接收到信号为：y_A(t)＝s_b(t)*h_BA+n_A；

经过多次发送与接收节点A和节点B分别测量出各自的信道相位矢量，表示为：

θ_a＝[θ_a(1)^T,...,θ_a(N)^T]

θ_b＝[θ_b(1)^T,...,θ_b(N)^T]

其中，N为矢量长度，矢量中的每个元素θ_a(1),θ_b(1),...,θ_a(N),θ_b(N)，是每测量一次信道多次采样的采样值集合，h_BA表示节点B发送探测信号时从节点B到节点A的信道所对应的信道增益，h_AB表示节点A发送探测信号时从节点A到节点B的信道所对应的信道增益，n_A、n_B分别为节点A端和节点B端的加性高斯白噪声；

节点A和节点B的信道幅度矢量分别用r_a和r_b表示。

3.根据权利要求2所述的一种基于物理层密钥的联合交织加密方法，其特征在于：所述密钥的生成方法包括如下步骤：

通过对r_a，r_b和θ_a，θ_b的量化生成初始物理层密钥KEY_a和KEY_b；

再通过无线物理层密钥协商技术对KEY_a和KEY_b进行协商，使得节点A和节点B双方产生的密钥达到一致，即KEY_a等于KEY_b。

4.根据权利要求3所述的一种基于物理层密钥的联合交织加密方法，其特征在于：所述交织矩阵的获得方法包括如下步骤：

节点A把KEY_a按2比特一组进行分组s_a，通过进制转换把s_a转换成只包含十进制数0、1、2、3的向量S_a；

找出0、1、2、3在向量S_a中的位置，产生0、1、2、3的位置向量Position0_a、Position1_a、Position2_a、Position3_a；

再把0、1、2、3的位置向量按照Position0_a、Position1_a、Position2_a、Position3_a这样的排列顺序组合成一个新的向量作为最终交织后的数据的位置向量即为交织矩阵；

通过相同方式生成其它节点的交织矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种基于物理层密钥的联合交织加密方法，其特征在于：所述数据加密的方法包括如下步骤：

在发送端，数据经过IFFT模块后乘以交织矩阵进行交织，添加循环前缀后通过天线进行发送。

6.根据权利要求5所述的一种基于物理层密钥的联合交织加密方法，其特征在于：所述数据解密的方法包括如下步骤：

在接收端，先把接收的数据去循环前缀，再通过FFT模块，然后经过频域均衡，实现对数据解交织解密得到发送的数据。