[发明专利]一种无线中继网络中的物理层协作密钥生成方法

权利要求书

1.一种无线中继网络中的物理层协作密钥生成方法，其特征在于：包括信道估计和密钥协商两个步骤；

其中所述信道估计，合法用户Alice、Bob和各中继节点分别轮流发送各自的训练序列来分别获得相对应的信道估计值；所述信道估计值通过以下公式计算，

其中，表示各个信道的信道估计值，h₁，h₂，g₁，g₂，表示各个节点之间的信道增益，

为各个节点接收到的信号，n_A，n_B，为各个节点接收处的加性高斯白噪声，S为Alice、Bob和Relay1、Relay2发送的训练序列，(·)^T表示向量或矩阵的转置；

所述密钥协商，第一阶段中合法用户Alice、Bob和中继节点Relay1、Relay2通过各个信道的信道估计值之间的相关信息直接生成密钥K⁽¹⁾，第二阶段中通过对合法信道的信道估计值和窃听信道的信道估计值之间的相关信息进行提取生成对所有窃听节点都保密的独立密钥K⁽²⁾，第三阶段将K⁽¹⁾和K⁽²⁾进行结合最终生成Alice和Bob之间的密钥K；

所述第一阶段中，Alice和Relay1之间通过相关信息和生成密钥K₁，同理Bob和Relay1之间通过相关信息和生成密钥K₂，Alice和Relay2之间通过相关信息和生成密钥K₃，Bob和Relay2之间通过相关信息和生成密钥K₄；

然后Relay1和Relay2会分别将和通过公共信道发送给Alice和Bob，指模加运算，生成密钥K⁽¹⁾＝(K₁∧K₂,K₃∧K₄)，式中∧表示两者之中取速率较小者；

所述第二阶段中，通过窃听信道的信道估计值与合法信道的信道估计值之间的相关信息生成密钥K₅、K₆、K₇和K₈，Relay1和Relay2分别通过公共信道向Alice和Bob发送和进一步生成对所有窃听节点都保密的独立密钥K⁽²⁾＝((K₅∧K₆)∧(K₇∧K₈))。

2.根据权利要求1所述一种无线中继网络中的物理层协作密钥生成方法，其特征在于：所述Alice和Bob之间的密钥K为K＝(K⁽¹⁾,K⁽²⁾)＝((K₁∧K₂),(K₃∧K₄),((K₅∧K₆)∧(K₇∧K₈)))。