[发明专利]一种基于随机信道与DH协商的网络密钥生成方法及系统

权利要求书

1.一种基于随机信道与DH协商的网络密钥生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

通信呼叫方通过网络向通信应答方发起呼叫；

由靠近通信呼叫方与通信应答方的网络接入点通过无线信道，分别向呼叫方与应答方发送导频训练序列；

通信双方接收导频训练序列，对无线信道进行估计处理，获取无线信道状态信息，并对其编码生成初始比特序列；具体为：

根据DH协商原理，通信双方对生成的初始比特序列进行协商处理，并通过网络传输生成一致性的端到端密钥；

通信双方对无线信道进行估计处理获取无线信道状态信息过程包括：

由靠近通信呼叫方与通信应答方的网络接入点通过无线信道，分别向呼叫方与应答方发送次导频训练序列；

通信呼叫方每次接收来自其对应网络接入点的导频训练序列后，对接收导频所在的无线信道进行信道估计处理，获取一位瞬时时刻的信道状态信息；再将次信道估计得到的每一位信道状态信息合并，生成与其对应网络接入点的长度为位的无线信道状态信息序列，记为，其中表示信道状态信息序列中的第位信道状态信息，表示从1到的整数；

同理，通信应答方每次接收来自其对应网络接入点的导频训练序列后，对接收导频所在的无线信道进行信道估计处理，获取一位瞬时时刻的信道状态信息；再将次信道估计得到的每一位信道状态信息合并，生成与其对应网络接入点的长度为位的无线信道状态信息序列，并记为，其中表示信道状态信息序列中的第位信道状态信息，表示从1到的整数；

对估计得到的信道状态信息进行编码生成初始比特序列过程包括：

通信呼叫方与通信应答方分别对序列与中的每一位信道状态信息提取随机信道信息，并将相关随机信道信息编码后生成初始比特序列；

通信双方对初始比特序列进行协商并通过网络生成一致性的端到端密钥过程包括：

通信双方将各自生成的初始比特序列拆分成个子序列，根据DH协商算法，各自通过计算生成一组新的公共序列，并互相将生成的公共序列通过网络发送给对方；

通信双方在接收到对方发送的公共序列后，结合各自生成的初始比特序列，通过DH协商算法，得到一致的端到端密钥。

2.根据权利要求1所述的一种基于随机信道与DH协商的网络密钥生成方法，其特征在于，通过DH协商算法生成一组新的公共序列过程如下：

通信呼叫方将拆分的个子序列依次转化为十进制数，合成一组十进制初始序列，记为，其中表示通信呼叫方生成的初始序列中的第位十进制数，为从1到的整数；

通信应答方同样将其划分的个子序列依次转化为十进制数，并生成一组初始序列，记为，其中表示通信应答方生成的初始序列中的第位十进制数；

此外，通信呼叫方会生成一组二元信息，其中是质数，是整数，且集合等价于集合，式中mod表示取余数运算符；通信呼叫方根据初始序列与二元信息，通过如下公式计算得到公共序列元素：

，

式中为从1到的整数，将计算得到的合成一组公共序列，记作为；之后，通信呼叫方将其自身生成的公共序列与二元信息通过网络发送给通信应答方；

与此同时，通信应答方根据其自身生成的初始序列与二元信息，通过如下公式计算得到公共序列元素：

，

式中为从1到的整数，将计算得到的合成一组公共序列，记作为；之后，通信应答方将其自身生成的公共序列通过网络发送给通信呼叫方。

3.根据权利要求2所述的一种基于随机信道与DH协商的网络密钥生成方法，其特征在于，所述通过DH协商算法得到一致端到端密钥的过程如下：

通信呼叫方通过网络接收到通信应答方的公共序列后，再结合质数以及其自身生成的初始序列，根据如下公式计算得到密钥序列元素：

，

式中为从1到的整数，将计算得到的合成得到一组密钥序列，记作为；

同样地，通信应答方通过网络接收到通信呼叫方的公共序列后，再结合质数以及其自身生成的初始序列根据如下公式计算得到密钥序列元素：

，

式中表示从1到的整数，将计算得到的合成得到一组密钥序列，记作为；

最后，通信双方将各自计算得到的密钥序列和进行编码转换成二进制比特序列，生成一致的端到端密钥。

4.一种基于随机信道与DH协商的网络密钥生成系统，其特征在于，包括信号收发模块、信道估计模块、初始比特序列生成模块、以及密钥协商模块，其中：

信号收发模块，用于通信呼叫方、通信应答方与网络之间的信号发送与接收；

信道估计模块，用于通信双方对网络接入点发送信号的无线信道进行信道估计处理，获取信道状态信息；

初始比特序列生成模块，用于从估计得到的信道状态信息中获取相关数据信息，并进行编码生成初始比特序列；

密钥协商模块，用于通信双方通过DH协商算法，结合生成的初始比特序列，生成一致的端到端密钥；

所述系统中各模块的组合工作过程如下：

首先，网络向通信呼叫方和通信应答方分别分配接入点，并由分配的两个网络接入点通过各自的信号收发模块分别向通信呼叫方、通信应答方发送导频训练序列；

其次，通信双方通过信道估计模块与初始比特序列生成模块生成各自的初始比特序列；

然后，通信双方通过密钥协商模块，生成各自的公共序列，并将其通过网络向对方发送；

最后，通信双方根据各自信号收发模块接收由网络发送的公共序列信息，通过密钥协商模块生成一致的端到端密钥。