[发明专利]一种边缘计算中基于人工噪声和安全编码的密钥共享方法

权利要求书

1.一种边缘计算中基于人工噪声和安全编码的密钥共享方法，其特征在于：包括以下步骤

S1.设定保护区域：

设边缘侧设备Alice和合法终端Bob需要分享密钥，Eve为窃听者；

边缘设备Alice与合法终端Bob分别利用一个半径为R的保护区域围绕自身，使得窃听者Eve不能进入保护区域进行窃听，即保证Eve与Alice的距离大于R，Eve与和Bob的距离大于R；

N_A和N_B分别表示Alice和Bob的天线数，N_A＞N_B≥1；

S2.信道估计：Bob向Alice发送信道估计序列，Alice估计得到信道矩阵H_A；

S3.安全编码：边缘侧设备Alice通过安全编码将密钥消息b＝(b₁,b₂,...b_m)编码为二进制比特s＝(s₁,s₂,...s_n)；

假设使用二进制安全编码，将码率描述为R_S＝m/n，对于码率R_S的(n,m)的安全码，其中m是合法用户信息比特分组长度，n是码长，通过调整发送SNR信噪比，使得Bob的译码BERρ_c满足以下条件

S4.结合人工噪声形成发射信号：

Alice通过MIMO波束成型结合人工噪声形成发射信号x：

x＝fs+Gz；

其中s是已调制的单位标量发送密钥符号，z是N_T-1×1维随机生成的复高斯人工噪声AN向量；发射波束成形器表示为：

f＝V(:,1)；

其中H_A＝UΣV^H,表示奇异值分解，f＝V(:,1)为V的第一个列向量；

同时干扰信号需在Bob的零空间内以免对合法用户产生干扰，让G＝V(:,2:N_T-1)，因此有：

H_AG·z⊥H_Af

在功率分配方面，发射信号协方差矩阵E{xx^H}＝Q_x，T_r(Q_x)≤P_max，其中T_r(·)表示求迹算子；分配给合法信号的功率是P_S，用剩余功率发送干扰信号，则P_AN＝P_max-P_S，并且E(_ZZ^H)＝[P_AN/(N_T-1)]I；

S5.信号接收与译码：合法终端Bob接收信号并解调，并从接收信号中译码出m位密钥比特

S6.重复执行步骤S3～步骤S5，直至Bob已经得到L个符号长度的密钥。