一种基于极化码构造的连续加密物理层安全传输方法技术

本发明专利技术提出一种基于极化码构造的连续加密物理层安全传输方法，属于安全技术领域。本发明专利技术方法通过利用窃听信道模型特征及极化码自身可利用信道特性的性质对构造极化码方法做改进，即通过在合法接收者好而窃听者差的极化子信道集合中放置安全信息比特数据；再利用信道极化后对主信道而言可达到安全传输信息的子信道传输的信息，对非安全区域的信息加密，保证非安全区域的信息安全传输。相对于现有的极化码安全传输方法，增强了频谱利用率的同时还提高了传输速率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于极化码构造的连续加密物理层安全传输方法
本专利技术涉及一种基于极化码构造的连续加密物理层安全传输方法，属于安全

技术介绍
由于无线信道的广播性质，处于信号可接收范围内的用户均可以对信号进行接收并进行处理，因此无线通信特别容易受到窃听和模拟攻击。近年来，随着无线通信系统的高速发展，涉及实现信息传播过程中的保密问题受到更多关注，而利用信道状况从物理层实现信息的安全传输也成为物理层安全研究过程中的重要组成部分。20世纪70年代，Wyner基于信息论方法构建了“窃听信道”模型，并分析了在不依赖交换密钥的情况下建立几乎完全安全的通信链路的可能性。物理层安全技术的研究正基于这一模型进行。极化码是2009年由Arikan提出的一种编码方案，是信道编码历史上第一次一种理论上可达信道容量的编译码方案。2010年，E.Hof等人将极化码应用在窃听信道模型中，从安全通信的角度分析了极化码，之后有数位专家学者研究了极化码在物理层安全传输系统中的应用。极化码在退化窃听信道中的构造充分利用了窃听信道是主信道的退化信道这一特征，由于主信道和窃听信道的极化结果不同，编码过程中仅在主信道为无噪而对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于极化码构造的连续加密物理层安全传输方法，其特征在于：实质是通过在合法接收者好而窃听者差的极化子信道集合中放置安全信息比特数据，在合法接收者和窃听者都好的极化子信道集合内放置与安全信息比特数据进行线性处理后的其他信息比特，在合法接收者和窃听者都差的极化子信道集合放置冻结比特，从而实现连续安全加密的效果；其中，合法接收者好而窃听者差的极化子信道集合称为保密区间；合法接收者和窃听者都好的极化子信道集合，称为公共区间；合法接收者和窃听者都差的极化子信道集合，称为冻结区间；通过以下技术方案予以实现：一种基于极化码构造的连续加密物理层安全传输方法，采用窃听信道模型，发送者Alice发送数据，用户B...

【技术特征摘要】
1.一种基于极化码构造的连续加密物理层安全传输方法，其特征在于：实质是通过在合法接收者好而窃听者差的极化子信道集合中放置安全信息比特数据，在合法接收者和窃听者都好的极化子信道集合内放置与安全信息比特数据进行线性处理后的其他信息比特，在合法接收者和窃听者都差的极化子信道集合放置冻结比特，从而实现连续安全加密的效果；其中，合法接收者好而窃听者差的极化子信道集合称为保密区间；合法接收者和窃听者都好的极化子信道集合，称为公共区间；合法接收者和窃听者都差的极化子信道集合，称为冻结区间；通过以下技术方案予以实现：一种基于极化码构造的连续加密物理层安全传输方法，采用窃听信道模型，发送者Alice发送数据，用户Bob为合法接收者，用户Eve为窃听者；窃听信道为主信道的退化信道，即窃听者Eve的信道容量小于主信道的信道容量。2.根据权利要求1所述的一种基于极化码构造的连续加密物理层安全传输方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：对主信道和窃听信道进行极化操作，得到N条子信道，根据主信道与窃听信道的信道条件将N条子信道分为三个集合：子信道集合A、子信道集合B和子信道集合C；步骤2：发送者Alice生成待发送信息比特流，并随机生成冻结比特，子信道集合A和子信道集合B中的子信道对应待发送信息比特的子信道；步骤3：设计映射f:(HA,HB)→HS；其中，HA和HB分别是子信道集合A和子信道集合B对应的信息比特向量；HS是生成的信息比特向量；步骤4：用步骤3生成的信息比特向量HS代替HA和HB向量，再映射到子信道集合A和子信道集合B中，子信道集合C对应的步骤2中随机生成的冻结比特向量HC不变，发送者Alice根据上述子信道集合和分别对应的信息比特向量配置进行Pol...

【专利技术属性】
技术研发人员：费泽松，于含笑，孙策，贾岱，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11