[发明专利]一种基于物理层密钥的ZigBee主密钥保护方法和设备

权利要求书

1.一种基于物理层密钥的ZigBee主密钥保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：加入者向个人局域网的协调器发出关联请求命令，启动设备连接；

步骤2：所述协调器向所述加入者发送关联请求确认；

步骤3：所述协调器在物理层解析接收信号，并提取对应的信道特征参数，所述信道特征参数包括接收信号功率RSS_A；

所述加入者在物理层解析接收信号，并提取对应的信道特征参数，所述信道特征参数包括接收信号功率RSS_B；

步骤4：所述协调器对步骤3得到的所述接收信号功率RSS_A进行预处理，生成预处理值RSS′_A，i；

所述加入者对步骤3得到的所述接收信号功率RSS_B进行预处理，生成预处理值RSS′_B，i；

步骤5：所述加入者从预设的量化值集合中选取与步骤4生成的所述预处理值RSS′_B，i差值的绝对值最小的量化值RSS″_B，i，通过所述量化值RSS″_B，i生成初始密钥比特K_B；

步骤6：所述加入者根据步骤5选取的所述量化值RSS″_B，i，计算得到偏移量δ_i，所述偏移量δ_i作为协商信息；

所述加入者向所述协调器发送数据请求命令和作为协商信息的所述偏移量δ_i；

步骤7：所述协调器读取步骤4生成的所述预处理值RSS′_A，i，并分批读取步骤6得到的作为协商信息的所述偏移量δ_i，将所述预处理值RSS′_A，i和所述偏移量δ_i相加得到新的预处理值RSS″_A，i；

步骤8：所述协调器从预设的量化值集合中选取与步骤7得到的所述新的预处理值RSS″_A，i差值的绝对值最小的量化值RSS″′_A，i，通过所述量化值RSS″′_A，i生成初始密钥比特K_A；

所述协调器将生成的所述初始密钥比特K_A通过单向Hash函数运算得到协商回复，然后向所述加入者发送关联响应命令和所述协商回复；

步骤9：所述加入者根据步骤5生成的所述初始密钥比特K_B，计算得到单向Hash函数值，并比较所述单向Hash函数值与步骤8接收到的所述协商回复是否相等；

若相等，所述加入者将所述初始密钥比特K_B进行保密增强，得到最终的加入者物理层密钥；所述加入者向所述协调器发送关联响应确认和密钥成功标识；

步骤10：所述协调器对接收到的所述密钥成功标识进行验证，若通过验证，所述协调器将生成的初始密钥进行保密增强，得到最终的协调器物理层密钥；

步骤11：所述协调器读取与主密钥等长的协调器物理层密钥，根据读取的协调器物理层密钥加密主密钥，向所述加入者安全传输加密后的主密钥。

2.根据权利要求1所述的一种基于物理层密钥的ZigBee主密钥保护方法，其特征在于，步骤9中，在比较所述单向Hash函数值与步骤8接收到的所述协商回复是否相等之后，还包括：

若不相等，所述加入者将启用空方案，即不执行连接过程中的主密钥物理层加密步骤；所述加入者向所述协调器发送关联响应确认和密钥失败标识。

3.根据权利要求2所述的一种基于物理层密钥的ZigBee主密钥保护方法，其特征在于，步骤10中，所述协调器对接收到的所述密钥成功标识进行验证之后，还包括：

若未通过验证，所述协调器对应的也启用空方案。