一种密钥协商方法及通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种密钥协商方法，应用于第一通信方，包括：对获取的随机变量进行采样得到采样值；将所有采样值的取值区间划分为设定数量的子区间；将所有采样值的子区间位置索引发送给第二通信方，使第二通信方生成量化软信息；对每个采样值分别进行量化处理，得到离散序列；对离散序列进行编码得到编码码字；将编码码字发送给第二通信方，使第二通信方译码得到离散序列；接收第二通信方发送的哈希值，并根据哈希值判断第二通信方译码得到的离散序列是否正确。本发明专利技术使用量化软信息作为译码输入，更多地保留了原始信息熵，避免因为对初始序列的比特不一致率估计错误而计算得到错误的对数似然比，使用错误的对数似然比作为译码输入而影响纠错结果。

【技术实现步骤摘要】
一种密钥协商方法及通信装置
本专利技术涉及安全通信
，尤其涉及一种密钥协商方法及通信装置。
技术介绍
对信息进行加密是保证通信安全的重要方法。在无线通信过程中，通信双方对信道进行双向探测，对接收信号的幅度、相位和时延等参数进行估计，然后通过信道量化、密钥协商和保密增强来完成密钥的生成。由于信息发送方和信息接收方硬件设备的差别以及信道噪声的存在，信息发送方和信息接收方分别向对方发送信息后，信息发送方和信息接收方接收信息并量化得到的离散序列并不完全一致。此时信息接收方与信息发送方就需要通过密钥协商的方法将离散序列协商一致。现有技术中，信息发送方和信息接收方进行协商的过程为：信息发送方将量化得到的离散序列进行编码处理后发送给信息接收方，信息接收方接收到编码码字后，对接收到的编码码字进行相关处理并估计自己量化得到的离散序列与由接收到的编码码字处理得到的离散序列的不一致率，根据估计得到的不一致率计算得到初始对数似然比，进而计算得到最终的对数似然比，使用最终计算得到的对数似然比对处理得到的离散序列进行译码，得到正确的离散序列。在上述协商过程中，如果信息接收方估计得到的不一致率不准确，将会导致信息接收方译码得到的离散序列与信息发送方发送的离散序列更加不一致。
技术实现思路
基于上述现有技术的缺陷和不足，本专利技术提出一种密钥协商方法及通信装置，所述通信装置进行密钥协商时，不利用估计得到的离散序列初始不一致率来生成译码算法的初始信息，避免因初始不一致率估计不准确而影响密钥协商性能。本专利技术第一方面提供了一种密钥协商方法，应用于密钥协商的第一通信方，该方法包括以下步骤：对获取的随机变量进行采样得到采样值；将所有采样值的取值区间划分为设定数量的子区间，并为每个采样值分别设置子区间位置索引；将所述随机变量的所有采样值的子区间位置索引发送给与第一通信方进行密钥协商的第二通信方，以使所述第二通信方生成量化软信息；对所述随机变量的每个采样值分别进行量化处理，得到离散序列；对所述离散序列进行编码处理，得到所述离散序列的编码码字；将所述离散序列的编码码字发送给所述第二通信方，以使所述第二通信方译码得到离散序列；接收所述第二通信方发送的哈希值，并根据所述哈希值判断所述第二通信方译码得到的离散序列是否正确；所述哈希值由所述第二通信方根据译码得到的离散序列计算得到。在上述密钥协商过程中，第一通信方将每个采样值的子区间位置索引发送给第二通信方，一方面便于第二通信方更精确地确认每一采样值所在子区间，减小第二通信方对第一通信方采样值的不确定性。另一方面，第二通信方根据接收到的子区间位置索引计算得到第一通信方采样值量化软信息，以所述量化软信息作为译码算法的初始对数似然信息，更多地保留了原始信息熵，摆脱了现有技术中因估计不一致率不准确而导致的译码不准确困境。本专利技术第二方面提供了另一种密钥协商方法，应用于密钥协商的第二通信方，该方法包括以下步骤：接收与第二通信方进行密钥协商的第一通信方发送的子区间位置索引；根据所述子区间位置索引，以及所述第二通信方获取的随机变量的采样值，计算得到所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的量化软信息；接收所述第一通信方发送的编码码字；根据所有采样值的量化软信息和所述编码码字，计算得到译码信息组；根据所述译码信息组，译码得到离散序列；根据所述离散序列计算得到哈希值，并将所述哈希值发送给所述第一通信方。在上述密钥协商过程中，第二通信方根据第一通信方发送的各采样值子区间位置索引计算得到各采样值的量化软信息，以所述量化软信息作为译码算法的初始对数似然信息，保护了原始信道信息之间的信息熵，使译码更准确。本专利技术第三方面提供了一种通信装置，包括：接收单元、发送单元及处理单元；其中，所述发送单元，用于将所述处理单元发送的子区间位置索引、离散序列编码码字及哈希值发送给与自身进行密钥协商的通信装置；所述接收单元，用于接收与自身进行密钥协商的通信装置发送的子区间位置索引、编码码字及哈希值，并发送给所述处理单元；所述处理单元与所述接收单元及所述发送单元连接，用于对获取的随机变量进行采样得到采样值；将所有采样值的取值区间划分为设定数量的子区间，为每个采样值分别设置子区间位置索引并将所有采样值的子区间位置索引发送给所述发送单元；对所述随机变量的每个采样值分别进行量化处理，得到离散序列，对所述离散序列进行编码处理，得到所述离散序列的编码码字，并将所述离散序列编码码字发送给所述发送单元；根据所述接收单元接收的哈希值判断与自身进行密钥协商的通信装置译码得到的离散序列是否正确；根据所述接收单元接收的子区间位置索引及自身获取的随机变量的采样值，计算得到与自身进行密钥协商的通信装置获取的随机变量的每个采样值的量化软信息；根据所有采样值的量化软信息及所述接收单元接收的编码码字计算得到译码信息组；根据所述译码信息组译码得到离散序列，根据译码得到的离散序列计算得到哈希值，并将所述哈希值发送给所述发送单元。在一个实现方式中，所述将所有采样值的取值区间划分为设定数量的子区间，包括：将所有采样值的取值区间等概地划分为第一设定数量的区间，并为每个区间编码；分别将所述第一设定数量的区间中的每个区间，等概量化为第二设定数量的子区间。在上述划分过程中，在将所有采样值的取值区间划分为第一设定数量的区间后，由于信道估计误差的存在，靠近量化边界的采样值会增加双方量化比特的误比特率，此时再把每一个量化区间等概量化为第二设定数量的子区间，这样对于每个采样值，其位置归属更详细，降低了误比特率。在一个实现方式中，所述对所述离散序列进行编码处理，得到所述离散序列的编码码字，包括：将所述离散序列均分为第一离散序列和第二离散序列；对所述第一离散序列进行编码处理，得到第一离散序列编码码字；将所述第一离散序列编码码字与所述第二离散序列进行模2加运算处理，得到所述离散序列的编码码字。上述将第一离散序列编码码字与所述第二离散序列进行模2加运算处理，可以防止在发送所述第一离散序列编码码字时，被窃听方窃听。在一个实现方式中，在对所述随机变量的每个采样值分别进行量化处理，得到离散序列之后，在对所述离散序列进行编码处理，得到所述离散序列的编码码字之前，该方法还包括：接收所述第二通信方发送的表征量化软信息已生成的信息。在一个实现方式中，所述根据所述子区间位置索引，以及所述第二通信方获取的随机变量的采样值，计算得到所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的量化软信息，包括：根据所述子区间位置索引，以及所述第二通信方获取的随机变量的采样值，分别计算得到与所述第二通信方获取的随机变量的每个采样值相对应的，所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的，每个编码比特为0的条件概率以及为1的条件概率；根据所述与所述第二通信方获取的随机变量的每个采样值相对应的，所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的，每个编码比特为0的条件概率以及为1的条件概率，分别计算得到与所述第二通信方获取的随机变量的每个采样值相对应的，所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的每个编码比特的对数似然比，作为量化软信息。在一个实现方式中，所述根据所有采样值的量化软信息和所述编码码字，计算得到译码信息组，包括：将所有采样值的量化软信息，划分为第一量化软本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密钥协商方法，其特征在于，应用于第一通信方，该方法包括：对获取的随机变量进行采样得到采样值；将所有采样值的取值区间划分为设定数量的子区间，并为每个采样值分别设置子区间位置索引；将所述随机变量的所有采样值的子区间位置索引发送给与第一通信方进行密钥协商的第二通信方，以使所述第二通信方生成量化软信息；对所述随机变量的每个采样值分别进行量化处理，得到离散序列；对所述离散序列进行编码处理，得到所述离散序列的编码码字；将所述离散序列的编码码字发送给所述第二通信方，以使所述第二通信方译码得到离散序列；接收所述第二通信方发送的哈希值，并根据所述哈希值判断所述第二通信方译码得到的离散序列是否正确；所述哈希值由所述第二通信方根据译码得到的离散序列计算得到。

【技术特征摘要】
1.一种密钥协商方法，其特征在于，应用于第一通信方，该方法包括：对获取的随机变量进行采样得到采样值；将所有采样值的取值区间划分为设定数量的子区间，并为每个采样值分别设置子区间位置索引；将所述随机变量的所有采样值的子区间位置索引发送给与第一通信方进行密钥协商的第二通信方，以使所述第二通信方生成量化软信息；对所述随机变量的每个采样值分别进行量化处理，得到离散序列；对所述离散序列进行编码处理，得到所述离散序列的编码码字；将所述离散序列的编码码字发送给所述第二通信方，以使所述第二通信方译码得到离散序列；接收所述第二通信方发送的哈希值，并根据所述哈希值判断所述第二通信方译码得到的离散序列是否正确；所述哈希值由所述第二通信方根据译码得到的离散序列计算得到。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所有采样值的取值区间划分为设定数量的子区间，包括：将所有采样值的取值区间等概地划分为第一设定数量的区间，并为每个区间编码；分别将所述第一设定数量的区间中的每个区间，等概量化为第二设定数量的子区间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述随机变量的每个采样值分别进行量化处理，得到离散序列之后，在对所述离散序列进行编码处理，得到所述离散序列的编码码字之前，该方法还包括：接收所述第二通信方发送的表征量化软信息已生成的信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述离散序列进行编码处理，得到所述离散序列的编码码字，包括：将所述离散序列均分为第一离散序列和第二离散序列；对所述第一离散序列进行编码处理，得到第一离散序列编码码字；将所述第一离散序列编码码字与所述第二离散序列进行模2加运算处理，得到所述离散序列的编码码字。5.一种密钥协商方法，其特征在于，应用于第二通信方，该方法包括：接收与第二通信方进行密钥协商的第一通信方发送的子区间位置索引；根据所述子区间位置索引，以及所述第二通信方获取的随机变量的采样值，计算得到所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的量化软信息；接收所述第一通信方发送的编码码字；根据所有采样值的量化软信息和所述编码码字，计算得到译码信息组；根据所述译码信息组，译码得到离散序列；根据所述离散序列计算得到哈希值，并将所述哈希值发送给所述第一通信方。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述子区间位置索引，以及所述第二通信方获取的随机变量的采样值，计算得到所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的量化软信息，包括：根据所述子区间位置索引，以及所述第二通信方获取的随机变量的采样值，分别计算得到与所述第二通信方获取的随机变量的每个采样值相对应的，所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的，每个编码比特为0的条件概率以及为1的条件概率；根据所述与所述第二通信方获取的随机变量的每个采样值相对应的，所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的，每个编码比特为0的条件概率以及为1的条件概率，分别计算得到与所述第二通信方获取的随机变量的每个采样值相对应的，所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的每个编码比特的对数似然比，作为量化软信息。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在根据所述子区间位置索引，以及所述第二通信方获取的随机变量的采样值，计算得到所述第一通信方获取的随机变量的每个采样值的量化软信息之后，该方法还包括：向所述第一通信方发送表征量化软信息已生成的信息。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所有采样值的量化软信息和所述编码码字，计算得到译码信息组，包括：将所有采样值的量化软信息，划分为第一量化软信息和第二量化软信息对所述第二量化软信息进行硬判决处理，得到第二量化序列；将所述第二量化序列与所述编码码字进行模2加运算处理，得到第一编码序列；对所述第一编码序列进行软判决处理，得到第二编码序列；将所述第二编码序列与所述第二量化软信息的绝对值进行对应位置相乘处理，得到第三编码序列；将所述第三编码序列与所述第一量化软信息组成译码信息组。9.一种通信装置，其特征在于，包括：接收单元、发送单...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛刚，于大鹏，郭福星，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南,41