[发明专利]一种基于间歇性协同干扰的车联网防窃听方法

说明书

本发明公开了一种基于间歇性协同干扰的车联网防窃听方法，首先在有效阻止不法用户V_e窃听信息的前提下，以最小化协同干扰用户V_j能量消耗为目标建立优化问题；然后基于WAVE协议，分析车联网独特的通信特性，获得车联网物理层数据包的时间结构和物理层数据包持续时间长度，并求解车联网中最短的物理层数据包的持续时间；接着对协同干扰用户V_j的任意可用功率范围求解最优的协同干扰方案；最后协同干扰用户V_j在合法用户数据传输期间根据求得的最优协同干扰方案依次周期循环，直至合法用户传输结束。本发明能够使得协同干扰用户以最小的能量消耗阻止不法用户窃听车联网通信信息。

技术领域

本发明涉及通信安全领域，尤其涉及一种基于间歇性协同干扰的车联网防窃听方法。

背景技术

基于车辆环境无线接入(Wireless Access in Vehicular Environments,WAVE)的车联网能有效提高交通安全性，改善驾驶体验，国内外广泛认可其发展前景。车辆信息、道路信息、娱乐信息通过车辆间无线通信以及车辆与路边设备间无线通信在车联网中进行传递，为车联网各项功能的实现奠定基础。然而，无线通信具有广播特性，使得车联网中的各项信息极易被不法用户窃听。根据WAVE协议的规定，车联网中传递的信息需包含车辆身份、尺寸、位置、速度、方向等隐私信息，这些信息一旦被不法用户窃取将泄露车主身份、驾驶轨迹、停车位置等。不法用户可能据此攻击车辆、盗窃车辆，严重威胁车主的人身、财产安全，亟需设计可靠的防窃听方法，解决车联网中的这一威胁。协同干扰是目前广泛采用的一种防窃听技术，文献[1]、[2]、[3]、[4]、[5]分别将协同干扰技术用于认知无线电网络、MIMO网络、无人机网络、能量感知网络、以及5G网络以阻止不法用户窃听信息。文献针对协同干扰用户的选择、波束成形方法的设计、无人机飞行路线的优化、协同干扰用户发射功率分配、以及保密容量分析等方面进行了深入研究。

[1]Q.Gao,Y.Huo,L.Ma,X.Xing,X.Cheng,T.Jing,and H.Liu,“Joint design ofjammer selection and beamforming for securing mimo cooperative cognitiveradio networks,”IET Communications,vol.11,no.8,pp.1264–1274,2017.

[2]P.Siyari,M.Krunz,and D.N.Nguyen,“Distributed power control insingle-stream mimo wiretap interference networks with full-duplex jammingreceivers,”IEEE Transactions on Signal Processing,vol.67,no.3,pp.594–608,Feb2019.

[3]Y.Li,R.Zhang,J.Zhang,S.Gao,and L.Yang,“Cooperative jamming forsecure uav communications with partial eavesdropper information,”IEEE Access,vol.7,pp.94593–94603,2019.

[4]Z.Mobini,M.Mohammadi,and C.Tellambura,“Wireless-powered full-duplex relay and friendly jamming for secure cooperative communications,”IEEETransactions on Information Forensics and Security,vol.14,no.3,pp.621–634,March 2019.