[发明专利]一种判断太赫兹通信被窃听的方法

说明书

本发明公开了一种判断太赫兹通信被窃听的方法，包括：用在太赫兹通信系统中利用后向散射参数判断是否存在窃听；首先定义后向散射参数S₁₈₀来量化变化的大小，当视距传输的波束内没有小物体时，S₁₈₀＝0，认为该信道是安全的。当视距传输的波束内存在小物体时，S₁₈₀0，根据通信系统的具体情况预先设定一个门限值，一旦后向散射参数高于门限值，则认为该通信系统存在窃听。本发明的优点是：作为判断太赫兹通信环境是否安全的指标。很大程度地提高太赫兹通信系统的安全性。

技术领域

本发明涉及太赫兹通信防窃听技术领域，特别涉及一种判断太赫兹通信被窃听的方法。

背景技术

无线信道的开放性易导致密钥的分发与交换过程中密钥容易被截获，使得采取密钥加密技术来维护信息安全的方法面临巨大挑战。

太赫兹通信作为6G移动通信的关键技术之一，具有重要的国家战略意义。可以预见，在不久的将来，诸如个人隐私、金融数据、商业信息甚至与国家安全相关的数据等都可通过太赫兹通信系统来传输，这使得其保密性成为未来无线通信亟待解决的关键问题之一。国内外针对太赫兹通信物理层安全的研究工作较少，且尚无相关现有技术提出。

相对于通信使用的传统波段，具有窄波束和高方向性特征的毫米波频段通常被认为是更加安全和不易被窃听的。然而美国莱斯大学的Edward Knightly教授领导的国际团队研究表明：如果在传输波束内存在一个能够反射信号的小物体，那么该毫米波通信链路的物理层安全性将受到严重威胁，波束外的窃听接收机将能够通过该物体反射的部分信号成功解码出传输的信息。

面对潜在的安全性威胁，该团队提出了利用接收端的信号遮挡率来侦查是否存在窃听，其定义如下：

其中，S_receiver是实际的接收机接收到的信号强度，S_optimal是理想情况下接收到的信号强度。由信号遮挡率表达式知，当传输波束内不存在任何遮挡物时，信号遮挡率为0；当存在遮挡物时，信号遮挡率大于零；当信号被完全遮挡时，信号遮挡率将为1。根据实际的需要，可以人为地预先设定一个遮挡率门限值(该门限值应在(0,1)区间内)，一旦探测到的信号遮挡率大于门限值，就可以认为该链路是不安全的，即有窃听的存在。

面对复杂的通信链路环境，单纯利用了接收端探测到的信号阻挡率来进行窃听的侦查是不够的，因为信号遮挡率只与接收端的信号强度有关，很多情况下，如：小物体有效遮挡面积远小于波束传输面积、小物体对传输频段的电磁波的透过率较高和小物体因自身形状而在边缘产生衍射现象等，即使是窃听存在，信号遮挡率还是低于预设的门限值，这时候该单一的指标将不能成功地侦查到窃听。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种判断太赫兹通信被窃听的方法，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种判断太赫兹通信被窃听的方法，包括：在太赫兹通信系统中利用后向散射参数判断是否存在窃听；

首先定义后向散射参数S₁₈₀来量化变化的大小，后向散射参数(S₁₈₀)的表达式如下：

其中，是没有小物体存在时发射机处接收到的信号信噪比，是有小物体时的发射机处的信噪比。

当视距传输的波束内没有小物体时，S₁₈₀＝0，认为该信道是安全的。

当视距传输的波束内存在小物体时，S₁₈₀0，根据通信系统的具体情况预先设定一个门限值，门限值范围为0～1，一旦后向散射参数高于门限值，则认为该通信系统存在窃听。