[发明专利]一种小样本物理层设备认证方法、系统、终端及存储介质

权利要求书

1.一种小样本物理层设备认证方法，其特征在于，包括以下步骤：

在认证开始之前，合法发送设备和攻击设备向合法接收设备发送训练序列，合法接收设备估计其与合法发送设备和攻击设备之间的信道状态信息，进而提取出相应的二维信道特征作为训练样本训练宽度学习网络；

在认证阶段，合法接收设备对接收到的信号先估计出其信道状态信息，提取二维信道特征放入训练好的宽度学习网络中，再通过加保护带筛选出较可靠的数据作为补充样本；

将通过加保护带筛选出的补充样本通过增量学习的方法更新宽度学习网络参数，完成对训练样本的补充，利用更新后的网络进行下一次认证。

2.根据权利要求1所述的小样本物理层设备认证方法，其特征在于，所述的二维信道特征包括以下两个特征：

特征1：欧氏距离符合以下关系式：

D_T(t)＝||H_A(t)-H_T(t+1)||

其中，D_T(t)代表t时刻合法发送设备与t+1时刻接收信号的信道状态信息之间的欧氏距离；

特征2：皮尔逊相关系数符合以下关系式：

其中，R_T(t)代表t时刻合法发送设备与t+1时刻接收信号的信道状态信息之间的皮尔逊相关系数；

二维信道特征即为[D_T(t),R_T(t)]；

其中，在具有M个子载波的OFDM系统中，t时刻合法发送设备的信道状态信息为：

H_A(t)＝[h_A,0(t),h_A,1(t),...,h_A,M-1(t)]

其中，h_A,m(t)代表估计到的合法发送设备的第m个子载波的信道频率响应；

t+1时刻合法接收设备从接收到的信号中估计到的信道状态信息为：

H_T(t+1)＝[h_T,0(t),h_T,1(t),...,h_T,M-1(t)]

其中，T∈{A,E}，代表该接收信号来自合法发送设备或攻击设备，h_T,m(t)代表其对应的第m个子载波的信道频率响应。

3.根据权利要求1所述的小样本物理层设备认证方法，其特征在于，训练宽度学习网络的过程如下：

按下式由训练样本X生成相应的特征节点：

Z_i＝φ(XW_ei+β_ei)

其中，W_ei,β_ei为随机产生的固定的权重和偏置，φ为激活函数，Z_i为第i个特征节点，所有特征节点记为Zⁿ＝[Z₁,...,Z_n]；

按下式由特征节点生成相应的增强节点：

H_m＝ξ(ZⁿW_hm+β_hm)

其中，W_hm,β_hm为随机产生的固定的权重和偏置，ξ为激活函数，H_m为第m个增强节点，所有增强节点记为H^m＝[H₁,...,H_m]；

求出网络参数W^m，记所有特征节点和增强节点为A^m＝[Zⁿ|H^m]，则W^m为：

W^m＝[λI+A^m(A^m)^T]^-1(A^m)^TY

其中λ→0，Y为给定训练标签，求出网络参数W^m就完成了对宽度学习网络的训练。