[发明专利]一种密钥协商方法及系统

说明书

本发明公开了一种密钥协商方法及系统。本发明包括三个部分：密钥编码部分，密钥解码部分，验证密钥部分。发送方基于线性调频信号和正弦信号进行编码，在音频信号中嵌入密钥，接收方在接收的同时叠加干扰，以防止第三方音频中分析获得密钥信息。本发明能够在保证产生密钥的随机性的情况下，基于线性调频信号实现密钥协商机制。

技术领域

本发明涉及音频加密领域，特别是涉及一种密钥协商方法及系统。

背景技术

作为下一代(5G)无线网络的重要应用场景，设备到设备(D2D)通信已广泛用于内容共享，近场支付，在无线体域网(WBAN)中传输的个人医疗信息(PMI)，以及车辆互联网(IoV)，智能家居等。由于D2D通信具有高速率、近距离以及授权频段内通信的特点，因此能够在一定程度上减轻基站负载、提高频谱利用率。由于D2D网络全新的网络架构及其直连链路的特性，尽管其具有频谱利用率高、功耗小等优势，但想要实现大规模商用，D2D通信仍然面临着两个重大的技术挑战，即安全性和可用性。同时，由于无线信道的广播性质，无线通信容易受到许多潜在的攻击的攻击，例如信息窃听，消息篡改，节点模拟等。

因此，在D2D用户进行数据传输时，D2D网络必须保证用户所传输数据不被非法用户截获，即使被非法用户截获，亦需保证所截获信息为无用信息。为了不被非法用户截获有用信息，需要对通信中双方传输的数据进行加密，而通信双方在完全没有对方任何预先信息的条件下通过不安全信道创建起一个密钥是需要解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种密钥协商方法及系统，在保证产生密钥的随机性的情况下，基于线性调频信号实现密钥协商机制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种密钥协商方法，包括：

编码过程：

在线性调频信号上叠加特定频率的正弦波，生成消息信号；

基于所述消息信号叠加干扰信号生成编码信号；

解码过程：

对所述编码信号做滑动平均处理，得到处理后的信号；

基于所述编码信号以及所述处理后的信号，得到处理后的幅度序列；

计算所述干扰信号的幅度平均值；

基于所述处理后的幅度序列以及所述干扰信号的幅度平均值，确定密钥。

可选地，还包括：

密钥验证过程：

接收方在解码出密钥后，向发送方发送随机信号；

发送方通过所述密钥加密所述随机信号；

接收方通过解码出的密钥对加密后的随机信号进行解密，验证密钥的正确性。

可选地，所述基于所述编码信号以及所述处理后的信号，得到处理后的幅度序列，具体包括：

对所述编码信号进行傅里叶变换，得到第一幅度序列；

对所述处理后的信号进行傅里叶变换，得到第二幅度序列；

对所述第一幅度序列及所述第二幅度序列作差，得到处理后的幅度序列。

可选地，所述计算所述干扰信号的幅度平均值，具体包括：

对所述干扰信号的集合进行傅里叶变换，得到干扰信号集合幅度序列；

对所述干扰信号集合幅度序列做平均，得到干扰信号的幅度平均值。

本发明还提供了一种密钥协商系统，包括：

编码模块，所述编码模块包括：