[发明专利]一种提高空口安全的方法及模块

说明书

本发明公开了一种提高空口安全的方法及模块，方法包括：在每次进行空口传输时，以传输块原来的尺寸为基础，通过可配置的随机化参数，随机增加该传输块的大小，将新的传输块尺寸发送至物理层进行编码和填充，再发送至空口；模块包括MAC调度单元、传输块尺寸计算单元和传输块封装单元；所述传输块尺寸计算单元分别连接MAC调度单元和传输块封装单元，所述MAC调度单元与传输块封装单元连接。本发明利用在接入网协议栈的MAC层，对空口的传输块大小做选择的时候，随机增加一定比例的传输大小，从而使得用户的各种业务的数据，在5G‑NR接入网的无线空口上，具有更强的随机性，没有统计特性，进而使得空口传输的保密性更好。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种提高空口安全的方法及模块。

背景技术

在蜂窝无线通信过程中，从2G往5G的演进过程中，为了保证用户数据再空口的保密性，协议层面在多个地方增加了加密机制。比如有PDCP加密，NAS加密。并且从信令层面，也通过比如TMSI，RNTI等手段，进一步让用户的信息在空口具有保密性。但是，尽管如此，即使到了5G阶段，还是有一些方法来绕开这些手段，从某种程度上破解用户的空口保密性，比如可以利用长时间诱导用户接收一些特殊传输，特别是在传输块大小上会有特殊性的传输，然后再利用统计特性，尝试捕获用户的RNTI甚至是TMSI。

进一步的，比如可以利用短信这种特殊传输，短时间多次给指定用户发送固定长度的短信，造成指定用户在空口体现出特殊的传输块大小，有统计上的特性指标，从而得到用户的保密信息（比如CRNTI）。

当捕获了用户的RNTI、TMSI等信息后，那么目标用户在空口这一级，就一定程度的失去了保密性。随之而来的就会被其他的方法来获取用户的位置信息等等。

在标准的3G/4G/5G 通信中，MAC会将来自PDCP/RLC层的SDU进行缓存，然后根据用户的优先级来对用户进行调度。调度的时候，会根据基站侧剩余的资源，用户的能力、以及用户的空口质量等等因素来决定一次空口传输可以给用户发多大的传输块（TB）。而选择TB的时候，如果缓存的用户SDU特别多，则尽量选择可以满足空口传输质量的最大TB，从而可以发送尽量多的SDU。如果当前用户缓存的SDU并不多，则从效率角度出发，则会尽量选择一个刚好装完所有SDU的TB块大小给这个用户。没有用掉的资源就可以给其他用户用。

但也是因为这个出发点，如果一个用户，在特定QoS下的SDU始终不多，而那个QoS下的数据又需要单独发送，并且每次的大小比较恒定（比如说短信），则就可能在空口出现每次都是固定的TB大小。这样的特殊性，再加上多次诱发引起的统计特性，就容易让用户被非法的“捕获”。

每次空口传输的TB块大小，会携带在PDCCH的信息中。虽然PDCCH本身是CRNTI加绕的，但是现在已经有技术可以反向的破解PDCCH中的CRNTI，从而就可以盲解所有的PDCCH，从而得到所有空口传输的，每一个RNTI的TB块大小、调制阶数等等信息。

然后对一段观测时间内，所有用户（RNTI）的TB块大小进行概率分布的统计，则很容易看到一些“异常”用户。比如特定的TB块大小占比特别多，则该用户是目标的概率就非常高。比如该目标用户，在一个观察窗口内，有20次出现了TB块大小为1456比特的包，而其他用户最多也就出现了5次，等等。

在专利申请CN200910087097.3中公开了一种空口密钥的生成方法，通过密钥来提高空口传输的安全性。但是密钥是保密通信的关键，如何才能把密钥安全送到收信方是对称加密体制的突出问题，随着通信的增多，密钥的分发会越发的复杂，并且加密算法复杂，加密和解密的速度将会影响严重通信速度。