[发明专利]基于无线信道特征的轻量级组密钥分发方法

摘要

本发明公开了一种基于无线信道特征的轻量级组密钥分发方法，利用中心节点与各子节点间的信道互易性，产生多组信道特征序列对，每对信道特征序列高度相似但可能存在微小差异，再用这些序列分别加密纠错编码后的随机数序列，采用通道复用的方式广播至子节点，各子节点将解调后的序列用自己产生的信道特征序列解密，再对解密后的序列纠错解码恢复随机数序列，中心节点与各子节点分别对随机数序列隐私放大，进行一致性验证。本发明降低了密钥分发过程中的计算量以及复杂度，适用于无线网络资源有限、终端节点计算能力有限的情况；减少了传统的密钥分发中第三方的加入，消除了利用公钥密码算法分发组密钥时依赖于计算困难性保证密钥安全的隐患。

主权项

1.一种基于无线信道特征的轻量级组密钥分发方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)星型网络包括中心节点、N个子节点和N个通道，各子节点与中心节点之间均通过通道连接；中心节点广播导频信号，各子节点提取信道特征参数；(2)N个子节点依次向中心节点发送导频信号，中心节点依次提取与各子节点间的信道特征参数；(3)重复步骤(1)和步骤(2)K次，K为预先设定的重复次数；(4)中心节点将步骤(2)中提取得到的信道特征参数进行预处理，并量化为第一二进制信道特征序列Q1,Q2,…,QN；N个子节点分别将步骤(1)中提取得到的信道特征参数进行预处理，并量化为第二二进制信道特征序列Q1′,Q2′,…,QN′；(5)中心节点利用随机数生成算法生成随机数，并将所述随机数转化为二进制随机数序列R；(6)中心节点将所述二进制随机数序列R纠错编码后生成编码后序列RC；(7)中心节点将编码后序列RC与第一二进制信道特征序列Q1,Q2,…,QN分别异或加密，经过各通道以复用的方式分别广播至各子节点；(8)N个子节点接收信号后，分别对接收到的信号用第二二进制信道特征序列Q1′,Q2′,…,QN′异或解密，得到解密后信号RC,1′,RC,2′,…,RC,N′；(9)N个子节点分别对解密后信号RC,1′,RC,2′,…,RC,N′纠错解码，得到恢复的随机数序列R1′,R2′,…,RN′；(10)中心节点和各子节点分别根据R和R1′,R2′,…,RN′确定自己的组密钥G和G1′,G2′,…,GN′；(11)中心节点与N个子节点对组密钥G和组密钥G1′,G2′,…,GN′进行一致性验证，若验证成功，则此次组密钥分发成功；否则分发失败。