[发明专利]一种基于多载波传输的物理层认证方法

摘要

本发明公开了一种基于多载波传输的物理层认证方法，该方法基于多载波传输，把信道看作是一组M个并行的衰落子信道，利用子信道的相位响应的互易性和随机性对通信双方进行身份验证。该方法的实施步骤包括：Alice向Bob发送激励信号，在Bob接收到激励信号后，测量出多载波信道的相位差，然后Bob发送一个封装有共享密钥的信号给Alice，Alice就要根据其接收到的信号和共享密钥验证该信号是否来自于Bob。该方法的认证过程利用了信道相位响应的特性，并且有效地抵抗了干扰攻击、重播攻击、伪装攻击等各种欺骗攻击。

主权项

1.一种基于多载波传输的物理层认证方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤1：Alice向Bob发送激励信号；Alice在频率f1,f2,...,fM处向Bob发送等相位调制的正弦波作为激励信号，由于信道具有相位延迟，Bob接收到的信号包含有每个子信道的相位信息θi，Bob测量出子载波fi和f1间的相位差Δθi1；步骤2：Bob向Alice反馈响应信号；Bob根据接收到的激励信号和子载波间的相位差Δθi1，反馈给Alice一个封装有密钥kB＝[k1,...,kM]的响应信号；步骤3：认证；在两种假设验证条件下寻找用于认证判决的阈值τ，假设条件如下：H1：kt＝kH0：kt≠kBob根据接收到的信号rB(t)和子载波间的相位差Δθi1，反馈给Alice一个封装有密钥kB＝[k1,...,kM]的响应信号，令η＝kTy，ζ＝|η|，k为Alice和Bob的共享密钥，y是Alice接收到的有噪信号的离散矢量，kt为从Bob获得的密钥，通过比较ζ和阈值τ的大小判决对方是否为合法用户；步骤4：阈值τ的选择和认证准则；在步骤3的假设验证条件下，先根据包络ζ＝|η|的分布函数和错误警告概率α确定阈值τ，阈值τ的选择要满足条件然后根据其概率密度函数比较包络ζ和阈值τ的大小关系，若ζ≥τ则为合法用户，其中分别为η|H_i(i＝0,1)的均值和方差，I₀(·)是改进的零阶第一类贝塞尔函数，Q₁是Marcum’s Q函数。