[发明专利]基于信道探测的无人移动设备的加密通信方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于信道探测的无人移动设备的加密通信方法及系统。构建动态分发的密钥生成方式，通过信号二次转发的方式对无人移动设备与控制站之间的视距链路进行信道特征检测，提取的信号特征经过无人移动设备与控制站协商后得到修正密钥，基于修正密钥对无人移动设备与控制站之间的视距链路的安全性进行保护。另外，本发明通过信道误码率与设定阈值的比较作为判断当前视距链路安全性的标准，确保无人移动设备的通信过程能够时刻选择最优的视距链路进行通信。

技术领域

本发明涉及通信网络技术，尤其涉及一种基于信道探测的无人移动设备的加密通信方法及系统。

背景技术

无人飞行器等无人移动设备的通信链路不稳定性较高。尤其是高速移动状态下，设备的高度、姿态变化都可能会造成通信链路连接性减弱。现有技术希望加强移动设备的通信网络安全，保证移动设备时刻处于用户控制的范围内，避免信道被窃听、被干扰、被攻击等问题的产生。

现有技术下，无人移动设备的通信网络安全识别方法采用经典密码学算法，在协议栈层面上构建安全保护机制。例如CN107634827A公开了一种基于通信协议栈的密钥设计实现无人飞行器通信加密的安全防护过程。现有技术下，通过物理层安全传输技术可以实现无人飞行器通信网络安全防护效率的提升。再例如，CN108092737B公开了一种根据飞行轨迹与传输功率提升无人飞行器通信系统保密容量的技术方案，减少了无人飞行器在飞行过程中由于姿态、高度等外部条件变化对通信链路稳定性以及运行安全性产生的负面影响，但是这种技术方法只考虑了下行链路的通信安全，没有考虑上行链路的通信安全问题。因此，现有技术有必要进一步改进。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于信道探测的无人移动设备的加密通信方法，可以对无人移动设备视距链路进行信道探测，检验当前的视距链路是否被监听或窃取。另外，本发明提供了一种加密通信方法的动态分发的网络密钥方案，通过视距链路的物理层上构建安全认证，有效提升了视距链路的安全性。进一步的，本发明提供了一种根据所述基于信道探测的无人移动设备的加密通信方法的加密通信系统。

本申请的发明目的可通过以下技术手段实现：

一种基于信道探测的无人移动设备的加密通信方法，包括以下步骤：

步骤1：在控制站与无人移动设备之间构建视距链路与备用链路，无人移动设备与控制站分别生成第一初始信号W_A与第二初始信号W_B；

步骤2：第一加密模块基于初始密钥K₀加密第一初始信号W_A得到第一加密信号W_A＇，第二加密模块基于初始密钥K₀加密第二初始信号W_B得到第二加密信号W_B＇；

步骤3：在视距链路中任选信道f₁、f₂，控制站与无人移动设备通过信道f₁与f₂进行第一加密信号W_A＇与第二加密信号W_B＇的二次转发；

步骤4：无人移动设备获得控制站的第一转发信号W_AB，控制站获得无人移动设备的第二转发信号W_BA，通过对第一转发信号W_AB与第二转发信号W_BA进行预处理后得到信道特征；

步骤5：第一处理器与第二处理器基于信道特征协商得到修正密钥K_A；

步骤6：第一处理器对控制器发送至无人移动设备的任意一原始数据流D进行调制，并基于修正密钥K_A加密数据流得到D_A；

步骤7：监视器设定阈值τ，并在t时刻前的3个连续采样周期内测定信道误码率；