恭喜中國人民解放軍網絡空間部隊信息工程大學王彬獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜中國人民解放軍網絡空間部隊信息工程大學申請的專利一種密鑰生成方法及裝置獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115037445B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210652227.9,技術領域涉及:H04L9/06;該發明授權一種密鑰生成方法及裝置是由王彬;李鑫宇;于大鵬;黃焱;辛剛;裴喜龍;孫明磊;郭藝;曲晶設計研發完成,并于2022-06-10向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種密鑰生成方法及裝置在說明書摘要公布了:本發明屬于水聲物理層技術領域,特別涉及一種密鑰生成方法及裝置,用以實現在頻率選擇性衰落且存在信道互易性受損情況下的信道探測及密鑰生成,合法通信雙方中的發送端和接收端分別發送探測序列進行水聲信道探測,并通過探測序列中攜帶數據進行信息交互來獲取信道觀測序列,其中,探測序列分別由合法通信雙方產生的本地隨機導頻序列和公共導頻序列組成;合法通信雙方利用單比特量化法提取信道觀測序列中的水聲物理層密鑰,并利用糾錯碼進行密鑰協商,利用Hash函數進行隱私放大。本發明能夠解決存在頻率選擇性衰落情況下、由于大傳播時延引起的信道互易性受損等問題,可在水聲環境下獲得較低的密鑰不匹配率,便于實際場景應用;并進一步經過試驗仿真,在水聲頻率選擇性衰落且信道互易性受損情況下仍保持較低的密鑰不匹配率。
本發明授權一種密鑰生成方法及裝置在權利要求書中公布了:1.一種密鑰生成方法,其特征在于,包含如下內容:每一輪水聲信道探測前,第k個子載波上發送端和接收端隨機生成本地隨機導頻序列XRk、VAk和VBk,并通過預分發來獲得公共導頻序列XP,合法通信雙方中的發送端和接收端分別發送探測序列進行水聲信道探測,并通過探測序列中攜帶數據進行信息交互來獲取信道觀測序列,其中,在每一輪信道探測前,合法通信雙方隨機生成本地隨機導頻序列,探測序列利用n個OFDM符號作為導頻實現信息交互,且探測序列分別由合法通信雙方產生的本地隨機導頻序列和公共導頻序列組成;利用OFDM符號作為導頻的探測序列進行信道探測中,在OFDM符號之間插入循環前綴作為保護間隔,并設置循環前綴長度大于信道最大時延擴展,使前一個OFDM符號對下一個OFDM符號的多徑干擾限制在保護間隔之內;水聲信道探測包含如下兩個階段:發送端主導階段,發送端發送其由2個OFDM符號組成的探測序列進行信道探測,接收端接收第一發方探測序列并發送包含正向信道沖激響應信息HAB的探測序列進行回應, k=1,2,…,N,N為子載波個數,WBk,i為接收端本地噪聲;發送端接收到第一收方探測序列,通信雙方分別利用接收到的第一發方探測序列和第一收方探測序列來獲取正向信道隨機源的觀測序列和接收端主導階段,接收端發送其探測序列進行信道探測;發送端接收第二收方探測序列,并發送包含反向信道沖激響應信息HBA的探測序列進行回應;接收端接收到第二發方探測序列,通信雙方分別利用接收到的第二收方探測序列和第二發方探測序列來獲取反向信道隨機源HBA的觀測序列基于水聲信道探測中發送端主導階段和接收端主導階段兩個階段生成的觀測序列同時利用正向信道沖激響應信息HAB和反向信道隨機源HBA,合法通信雙方利用單比特量化法產生初始物理層密鑰;針對量化產生的初始物理層密鑰,合法通信雙方利用采用7,4漢明糾錯碼進行密鑰協商并利用MD5函數進行隱私放大,最終生成一致性水聲物理層密鑰,其中,密鑰協商過程包含:發送端發起協商過程,隨機選擇一串糾錯碼字c并進行糾錯編碼得到糾錯碼C=codec,將量化后得到的初始物理層密鑰序列KA與糾錯碼C異或得到協商信息s,將s發給接收端;接收端將接收到的協商信息s與本地量化后得到的初始物理層密鑰序列KB進行異或并得到恢復糾錯碼C′,將C′進行糾錯處理,得到c′=decodeC′,當KA與KB的不一致長度在糾錯碼能力范圍之內,則解碼后的碼字滿足c′=c,將碼字c′糾錯編碼得到C″=codec′,將糾錯碼C″與協商信息進行異或運算得到糾錯以后的密鑰比特序列KB2,發送端和接收端分別計算KA與KB2的CRC序列,并通過信道進行交互,若CRC校驗一致,則說明密鑰協商成功,若不一致,則發送端再次發起協商過程進行密鑰協商。
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