[发明专利]一种单隐私窃听信道模型下的二择一不经意传输方案

说明书

本发明公开了一种单隐私窃听信道模型下的二择一不经意传输方案。其中单隐私的含义为无论是发送端还是接收端都不会与窃听者合谋。具体实施方案包括随机消息的发送、根据信道特性将接收到的随机消息划分三个集合、计算所需的密钥长度、利用双随机分簇法生成密钥、利用密钥进行加密通信。依据窃听信道的信道容量公式计算出密钥的长度，利用第一个集合中的随机消息生成密钥加密发送一个比特，并将这一个比特的信息用于加密接收端的选择比特。然后利用后两个集合的随机消息生成两个密钥，其中这两密钥满足接收端只能解出一个密钥，而窃听者两个密钥都解不出来，并利用这两个密钥加密发送端的隐私消息，将其发送给接收端即可完成所需的不经意传输通信。

技术领域

本发明属于信息论技术领域，尤其涉及一种单隐私窃听信道模型下的二择一不经意传输方案。

背景技术

在传统的不经意传输模型中，发送端和接收端由噪声信道和无噪声信道链接，通过两种信道的交替使用，可以完成不经意传输。而在有窃听者的不经意传输问题中，窃听者可以监听发送端到接收端在无噪声信道上的所有信息，并且可以接入到有噪声信道中窃听从发送端到接收端发送的随机消息，这使得传统的不经意传输协议不再能很好的保证发送端和接收端的隐私信息。单隐私的含义为发送端和接收端都不会与窃听者合谋，在这样的场景下目前已有的研究可以解决窃听信道为独立的二进制擦除广播信道下的不经意传输问题，但针对如窃听信道为物理退化的二进制擦除广播信道时方案虽然能保证发送端和接收端的隐私信息的保密性，但传输容量较低。

发明内容

本发明目的在于提供一种单隐私窃听信道模型下的二择一不经意传输方案，以解决现有方案不能同时保证发送端和接收端的隐私信息的保密性同时，传输容量也低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种单隐私窃听信道模型下的二择一不经意传输方案，包括以下步骤：

步骤1、首先针对有窃听者情况下的消息二择一不经意传输问题，发送端和接收端通过两条信道连接，一条为噪声信道，一条为无噪声信道，窃听者可以被动窃听无噪声信道上的全部信息，并和发送端使用一条噪声信道连接。其中使用W(Y|X)去描述发送端到接收端的噪声信道，W(Z|X)去描述发送端到窃听者的噪声信道；其中发送端有两个消息，用K₀，K₁表示；接收端接收发送端的一个消息用K_C表示，其中选择比特C∈{0，1}；在协议开始前预先约定好，存在一个随机变量S，当S＝0时，发送端利用密钥F₀去加密消息K₀，利用密钥F₁去加密消息K₁；若S＝1，则利用密钥F₁去加密消息K₀，利用密钥F₀去加密消息K₁，此约定为发送端，接收端和窃听者三方共知；

步骤2、发送端利用含噪信道向接收端预先发送长度为n的随机元组X＝(X₁，...，X_n)，接收端接收到随机元组Y＝(Y₁，...，Y_n)后，根据信道特征将其划分成两部分，并将两部分的下标索引分别存在集合G、B中；

步骤3、利用集合G中αn个元素，组成集合L_α；通过无噪声信道将集合L_α传输给发送端，发送端随机均匀的生成一个比特随机变量S；发送端利用集合L_α中所含下标索引对应的元组X中的元素生成密钥F_α和辅助解密消息M_α，并利用密钥F_α去加密一个比特随机变量S；通过无噪声信道将加密后的消息和辅助解密消息M_α传输给接收端后，根据密钥特性，接收端解出密钥F_α，而窃听者无法解出，因此只有接收者得到随机变量S的值；