[发明专利]一种对抗基于变点检测干扰攻击的短包隐蔽通信方法

权利要求书

1.一种对抗基于变点检测干扰攻击的短包隐蔽通信方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：信息感知：发送节点利用信息感知模块获得隐私数据包，并将感知到的隐私数据进行存储；当发现干扰攻击的间隙时，发送节点在间隙的任意时刻，以先验概率ρ₁准备发送隐私数据包；其中先验概率ρ₁满足：0≤ρ₁＜1；

步骤2：密钥生成与码本共享：在隐私数据传输之前，发送节点与目的节点之间通过利用无线信道的互易性、时变性和空间唯一性，产生随机序列的加密密钥，并利用该密钥对高斯编码码本进行加密，然后将其与合法目的节点共享；

步骤3：信息编码：发送节点对即将传输的隐私数据包进行高斯编码，其中用于高斯编码的长度为N_D，表示该隐私数据包的传输需要利用N_D次信道使用；

步骤4：信息传输：只考虑通信的隐蔽性能时，发送节点的发送功率P满足：

其中，表示目的节点的噪声，R表示信息编码速率，表示是给出的最优的编码长度；

步骤5：信息译码：在每一个传输周期内，目的节点先对信息进行解密，然后利用共享的高斯码本对解密信号进行译码处理。

2.根据权利要求1所述的对抗基于变点检测干扰攻击的短包隐蔽通信方法，其特征在于上述步骤3中系统的编码长度的最优表达式为：

其中，表示发送节点的最大编码长度，表示目的节点的噪声，R表示信息编码速率，P表示发送功率，N_D表示当编码长度不受范围取值约束时的最优编码长度，其表达式如下：

其中，η表示系统的有效传输速率，然后N_D表示高斯编码的长度；t的表达式如下：

其中A和B代表公式中的参数，L表示在Shewhart变点检测中，检测节点采用的平均虚警间隔的长度。

3.根据权利要求2所述的对抗基于变点检测干扰攻击的短包隐蔽通信方法，其特征在于上述步骤5中，目的节点接收隐私数据的表达式如下：

其中i＝1,2,…,m表示信道使用索引；s_A[i]是满足均值为零，方差为1的复高斯随机变量，代表发送节点第i次信道使用时发送的符号；n_J[i]是满足均值为零，方差为的复高斯随机变量，代表目的节点在发送节点第i次信道使用时观测到的噪声；目的节点的接收信噪比为：

当发送节点在传输隐私信息的过程中，不被检测节点检测到的概率表示为：

采用有限块长编码使得目的节点Bob处不可避免地产生译码错误，目的节点处的误包率表达为：

其中为标准高斯Q函数；R表示信息编码速率，采用以下线性函数来近似目的节点的误包率

其中θ和k属于公式中的参数，

系统的有效传输速率表示为：

η_c＝P_c(1-δ)R (5)

其中，δ表示目的节点的误包率，P_c表示在传输过程中不被检测节点检测到的概率；以最大化系统有效传输速率为目标；系统最优的发送概率P根据如下方程式计算得到：

其中，L代表检测节点采用的平均虚警间隔长度，最后，通过一维搜索可以得到发送功率的最优值P^*。