[发明专利]一种有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法

说明书

本发明公开了一种有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法，包括以下步骤：将输入信号进行归一化处理和判决，得到判决信号；对判决信号进行上升沿和下降沿的时钟提取，并本地时钟进行同步，获得同步时钟；用同步时钟对判决信号进行采样，获得与本地时钟同步的理想波形；将理想波形信号作为自适应滤波器的滤波输入，经处理，使得理想信号在滤波后以最小均方误差逼近接收信号，此时的自适应滤波器参数即网卡的设备指纹；再通过对多个时间段的输入信号提取指纹，获得稳定的网卡设备指纹。本发明可以实现对有线网卡中设备指纹信息的提取，获得稳定性和可识别性兼备的设备指纹，进而实现对于终端设备的身份鉴别和身份认证，实现网络接入的安全性。

技术领域

本发明涉及物理层信号的设备指纹提取技术领域，尤其涉一种使用自适应滤波器对有线网卡的设备指纹信息提取方法。

背景技术

随着计算机技术的飞速发展，人们的日常生活越来越依赖于网络，而其中以太网是现实生活中最普遍的一种计算机网络。据统计，以太网模式大约占据世界80％的网络节点，几乎所有的计算机都设有以太网控制器。而以太网技术的发展给人们生活带来便利的同时，由于其的广泛连通性，也给网络信息以及财产的安全带来了极大威胁，从而造成网络资源的遭到非法访问、人们的通信隐私受到威胁以及计算机受到入侵等后果。因此，如何保证以太网连接的安全性和可靠性成为了保障网络中用户安全的重要议题。

在保障有线网络的安全方面，主要是通过对终端实施接入控制，杜绝非法接入，以及对设备自身保护，防止恶意代码入侵来实现系统的安全。在网络设备的安全接入方面，目前研究学者提出的方案大致可分为两类。第一类是对连入以太网结构的终端的IP地址、MAC地址等信息进行识别和判断。将终端的地址信息和控制端数据库里的数据进行比较，以此来判断是否允许该终端接入网络，尤其以使用MAC地址作为识别方法更为普遍。但IP地址和MAC地址都容易被更改。第二类是通过对用户的身份信息进行核实，通过用户名密码等方式进行验证，就是数字证书模式。通过数字证书可以验证用户身份，但数字证书技术使用在系统中较为复杂，且本身也存在被窃取、盗用的风险。因此传统的有线网络安全接入方式都有或多或少的缺陷。

本发明提出一种基于终端设备有线网卡物理指纹的提取方法，以网卡物理指纹对终端进行有效识别。网络技术发展至今，网卡内部包含很多如电容、电感以及其它数字逻辑电路等电子元器件。这些元器件由于制作工艺以及制作中的误差等原因，会不可避免地使其元器件参数和其标值之间产生一定的误差。因此相同的输入信号通过不同网卡会产生带有网卡物理细节特征的不同输出。针对网卡输出信号进行分析，就可能提取出其中由网卡本身物理特性产生的变化细节，作为该网卡的指纹。设备指纹几乎无法被克隆，且与终端设备一一绑定无法被篡改，因此可以解决IP/MAC地址等信息容易被篡改的安全问题。由于网卡设备指纹的特征信息非常细微，因此需要一种有效的、精细的技术手段，来提取出稳定可识别的指纹信息。

发明内容

为了克服以IP地址/MAC地址作为计算机终端身份的不安全问题，本发明的目的是提出一种有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法。本发明针对在交换机侧检测到的网卡发送的信号，提取出网卡的可用作特征识别的指纹信息，且指纹信息具有良好的同个体稳定性和不同个体差异性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种有线网卡信号中的设备指纹信息提取方法，包括以下步骤：

步骤1，信号采集：在交换机侧对来自终端网卡的信号进行采集，存储差分的信号采样值，对其进行幅度归一化处理得到x(n)；

步骤2，判决：截取一段包含M个符号的输入信号{x_m(n),m＝0,1,…,M-1}，对其进行判决，得到输入符号序列{y_m(n)}，该序列为多电平序列；