一种无线信道密钥生成方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种无线信道密钥生成方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：响应于第一通信端发送的第一探测信号，通过从多天线单元中选取的目标天线接收第一探测信号，得到第一接收信号；对第一接收信号进行滤波处理，得到滤波后的第一接收信号；对滤波后的第一接收信号进行信道估计，得到第一信道参数；基于第一信道参数确定加密密钥。如此，本申请可以大大提高密钥的随机性和密钥熵，可以提高密钥生成速率，进而可以提高无线通信的安全性。进而可以提高无线通信的安全性。进而可以提高无线通信的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种无线信道密钥生成方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及无线通信
，特别涉及一种无线信道密钥生成方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的飞速发展，无线信道传输速率的大幅提高和无线通信设备的急速增多导致无线信道中传输的数据量急剧增加，无线通信中的隐私数据加密成为信息安全研究中的热点问题。传统的数据加密使用公私钥方案，但是公钥方案复杂度太高，不适合用于资源受限的物联网设备，并且计算复杂度高导致的延迟难以适应现代通信的数据时延要求。与此同时，未来计算性能强大的量子计算机对公钥方案造成了严重的安全威胁。私钥方案中，在大规模无线设备中难以建立可信的密钥分发机制，带来密钥分发和管理问题，并且密钥难以实时更新造成安全性降低。
[0003]物理层密钥生成(PKG)为密钥的共享提供了一种轻量级且在信息理论上安全的解决方案。其利用无线信道的随机性、互易性和空间唯一性等信道特征，使合法用户能够同时生成对称的密钥。无线衰落信道的时变性保证密钥可以定期更新，实现一次一密的数据加密。当无线设备快速移动，例如在车载网络中，信道快速变化使得密钥随机性很高，提取出的密钥具有较好的安全性。但是在无线信道变化缓慢或者长时间不变的准静态环境中，例如办公室环境下，基于传统的物理层密钥生成技术提取出的密钥熵很低，且生成的密钥长时间保持不变，安全性较差。
[0004]因此，提高准静态环境下物理层密钥生成速率以及更新速度，是提高无线通信系统安全性亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种无线信道密钥生成方法、装置、设备及存储介质，可以大大提高密钥的随机性和密钥熵，可以提高密钥生成速率，进而可以提高无线通信的安全性。
[0006]根据本申请实施例的第一方面，提供一种无线信道密钥生成方法，应用于第二通信端，方法包括：
[0007]响应于第一通信端发送的第一探测信号，通过从多天线单元中选取的目标天线接收第一探测信号，得到第一接收信号；
[0008]对第一接收信号进行滤波处理，得到滤波后的第一接收信号；
[0009]对滤波后的第一接收信号进行信道估计，得到第一信道参数；
[0010]基于第一信道参数确定加密密钥。
[0011]在一些可能的实施例中，通过从多天线单元中选取的目标天线接收第一探测信号，包括：
[0012]从多天线单元中随机选取一根天线作为目标天线，使用目标天线接收第一探测信号。
[0013]在一些可能的实施例中，对第一接收信号进行滤波处理，包括：
[0014]通过随机滤波器对第一接收信号进行滤波处理。
[0015]在一些可能的实施例中，基于第一信道参数确定加密密钥，包括：
[0016]对第一信道参数进行预处理，得到预处理后的第一信道参数；
[0017]对预处理后的第一信道参数进行量化，得到量化后的初始密钥；
[0018]基于量化后的初始密码与第一通信端进行信息协商，得到协商后的初始密钥；
[0019]对协商后的初始密钥进行隐私放大，得到加密密钥。
[0020]在一些可能的实施例中，对第一信道参数进行预处理，得到预处理后的第一信道参数，包括：
[0021]对述第一信道参数进行交织、K
‑
L变换、小波变换中的任一种预处理方式，得到预处理后的第一信道参数。
[0022]在一些可能的实施例中，对预处理后的第一信道参数进行量化，得到量化后的初始密钥，包括：
[0023]对预处理后的第一信道参数进行单门限量化、多门限量化和均匀量化中的任一种量化方式，得到量化后的初始密钥。
[0024]在一些可能的实施例中，基于量化后的初始密码与第一通信端进行信息协商，得到协商后的初始密钥，包括：
[0025]基于量化后的初始密码，使用LDPC码、BCH码、Golay码和Turbo码中的任一种纠错码方式，与第一通信端进行信息协商，得到协商后的初始密钥。
[0026]根据本申请实施例的第二方面，提供一种无线信道密钥生成方法，应用于第一通信端，方法包括：
[0027]响应于第二通信端发送的第二探测信号，通过天线单元接收第二探测信号，得到第二接收信号；第二探测信号是第二通信端使用接收第一探测信号的目标天线发送的；第二探测信号是经过滤波处理的；
[0028]对第二接收信号进行信道估计，得到第二信道参数；
[0029]基于第二信道参数确定加密密钥。
[0030]在一些可能的实施例中，第二探测信号是经过滤波处理的，包括：
[0031]第二探测信号是经过随机滤波器进行滤波处理的。
[0032]根据本申请实施例的第三方面，提供一种无线信道密钥生成装置，应用于第二通信端，装置包括：
[0033]第一接收模块，被配置为执行响应于第一通信端发送的第一探测信号，通过从多天线单元中选取的目标天线接收第一探测信号，得到第一接收信号；第一接收信号携带第一通信端的标识；
[0034]第一处理模块，被配置为执行对第一接收信号进行滤波处理，得到滤波后的第一接收信号；
[0035]第一信道估计模块，被配置为执行对滤波后的第一接收信号进行信道估计，得到第一信道参数；
[0036]第一确定模块，被配置为执行基于第一信道参数确定加密密钥。
[0037]根据本申请实施例的第四方面，提供一种无线信道密钥生成装置，应用于第一通
信端，装置包括：
[0038]第二接收模块，被配置为执行响应于第二通信端发送的第二探测信号，通过天线单元接收第二探测信号，得到第二接收信号；第二探测信号是第二通信端使用接收第一探测信号的目标天线发送的；第二探测信号是经过滤波处理的；
[0039]第二信道估计模块，被配置为第二接收信号进行信道估计，得到第二信道参数；
[0040]第二确定模块，被配置为执行基于第二信道参数确定加密密钥。
[0041]根据本申请实施例的第五方面，提供一种无线信道密钥生成系统，包括第一通信端和第二通信端，
[0042]第一通信端，用于向第二通信端发送第一探测信号；
[0043]第二通信端，用于通过从多天线单元中选取的目标天线接收第一探测信号，得到第一接收信号；对第一接收信号进行滤波处理，得到滤波后的第一接收信号；对滤波后的第一接收信号进行信道估计，得到第一信道参数；
[0044]第二通信端，用于通过接收第一探测信号的目标天线向第一通信端发送第二探测信号，第二探测信号是经过滤波处理的；
[0045]第一通信端，用于通过天线单元接收第二探测信号，得到第二接收信号；对第二接收信号进行信道估计，得到第二信道参数；
[0046]第一通信端，用于基于对应的第二信道参数确定加密密钥；
[0047]第二通信端，用于基于对应的第一信道参数确定加密密钥。
[0048]根据本申请实施例的第六方面，提供一种设备，设备包括处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线信道密钥生成方法，应用于第二通信端，其特征在于，所述方法包括：响应于第一通信端发送的第一探测信号，通过从多天线单元中选取的目标天线接收所述第一探测信号，得到第一接收信号；对所述第一接收信号进行滤波处理，得到滤波后的第一接收信号；对所述滤波后的第一接收信号进行信道估计，得到第一信道参数；基于所述第一信道参数确定加密密钥。2.根据权利要求1所述的无线信道密钥生成方法，其特征在于，所述通过从多天线单元中选取的目标天线接收所述第一探测信号，包括：从所述多天线单元中随机选取一根天线作为所述目标天线，使用所述目标天线接收所述第一探测信号。3.根据权利要求1所述的无线信道密钥生成方法，其特征在于，所述对所述第一接收信号进行滤波处理，包括：通过随机滤波器对所述第一接收信号进行滤波处理。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的无线信道密钥生成方法，其特征在于，所述基于所述第一信道参数确定加密密钥，包括：对所述第一信道参数进行预处理，得到预处理后的第一信道参数；对所述预处理后的第一信道参数进行量化，得到量化后的初始密钥；基于所述量化后的初始密码与所述第一通信端进行信息协商，得到协商后的初始密钥；对所述协商后的初始密钥进行隐私放大，得到所述加密密钥。5.根据权利要求4所述的无线信道密钥生成方法，其特征在于，所述对所述第一信道参数进行预处理，得到预处理后的第一信道参数，包括：对述第一信道参数进行交织、K
‑
L变换、小波变换中的任一种预处理方式，得到预处理后的第一信道参数。6.根据权利要求4所述的无线信道密钥生成方法，其特征在于，所述对所述预处理后的第一信道参数进行量化，得到量化后的初始密钥，包括：对所述预处理后的第一信道参数进行单门限量化、多门限量化和均匀量化中的任一种量化方式，得到量化后的初始密钥。7.根据权利要求4所述的无线信道密钥生成方法，其特征在于，所述基于所述量化后的初始密码与所述第一通信端进行信息协商，得到协商后的初始密钥，包括：基于所述量化后的初始密码，使用LDPC码、BCH码、Golay码和Turbo码中的任一种纠错码方式，与所述第一通信端进行信息协商，得到协商后的初始密钥。8.一种无线信道密钥生成方法，应用于第一通信端，其特征在于，所述方法包括：响应于所述第二通信端发送的第二探测信号，通过天线单元接收所述第二探测信号，得到第二接收信号；所述第二探测信号是所述第二通信端使用接收第一探测信号的目标天线发送的；所述第二探测信号是经过滤波处理的；对所述第二接收信号进行信道估计，得到第二信道参数；基于所述第二信道参数确定加密密钥。9.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李古月，胡爱群，许威，胡红星，曹国华，金庆德，徐丹，
申请(专利权)人：中汽创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：