一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法技术

本发明专利技术属于通信技术领域，涉及一种利用喷泉码的安全传输方法,特别是涉及一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法，本发明专利技术利用喷泉码编码符号对译码过程重要性不同这一特点，对关键性的编码符号进行重点干扰，使得合法用户正确接收这些符号而窃听者无法正常接收。相对于传统利用噪声干扰实现安全传输的方法，本方案的能量利用效率更高，即在实现同等安全性能指标时所需的能量更低。

A secure transmission method based on key code symbol interference of fountain codes

The invention belongs to the field of communication technology and relates to a safe transmission method using fountain code, in particular to a safe transmission method based on fountain code key coding symbol interference. It enables legitimate users to receive these symbols correctly and the eavesdropper can not receive them normally. Compared with the traditional method of using noise interference to achieve secure transmission, the energy efficiency of this scheme is higher, that is, the energy required to achieve the same security performance index is lower.

【技术实现步骤摘要】
一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法
本专利技术属于通信
，涉及一种利用喷泉码的安全传输方法，特别是涉及一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法。
技术介绍
当前新一代移动通信背景下，各种设备数量持续增加，各种环境下数据传输量无限增长，基于喷泉码的安全传输方案能够适应复杂多变的外部环境，在大规模数据的安全可靠传输上具有重要意义。喷泉码由于其性能与特点与物理层安全传输具有很强的契合性而被引入安全传输应用，在该编译码机制下，接收端按需接收编码符号，合法接收端只要存在信道优势即可率先完成译码。因此，喷泉码可以充分保证合法接收端传输可靠性，并在此基础上实现一定的安全增益。喷泉码具有以下特点：1）无固定码率：发送端编码器持续产生编码符号，接收端只需要获取足够数量的编码符号即可解出全部输入信息符号；2）高效：接收端一般接收满略大于输入符号数量的已编码符号即可恢复出原始数据；3）线性复杂度：该编码方法编译码花费的时间与原始数据码元数量呈线性关系；4）与信道质量强耦合：该种译码方法的译码过程以及结果与信道质量直接相关，当信道质量占优时将会率先完成译码过程。现有的物理层安全技术中，编码方法与物理层其它传输技术比较隔离，几乎没有考虑两者深入结合的相关研究，这使得同时保证安全性和可靠性的效率较低。喷泉码产生的编码符号之间相互独立的特点决定了它与噪声干扰技术很容易结合进行非等重干扰操作，而将已有的安全技术与安全编码方法相结合将最大化地发挥安全编码的性能，为信息的安全与可靠传输带来新的增益。
技术实现思路
针对现有物理层安全传输方法同时保证安全性和可靠性效率低的问题，本专利技术考虑将现有的物理层安全中噪声干扰技术与编码技术结合，并借助于喷泉码技术提出一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：本专利技术提供的一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法，包含以下步骤：步骤1，发送端对编译码参数进行初始化；步骤2，发送端对关键编码符号的判决机制进行设计；步骤3，发送端编码器根据原始输入的编译码参数持续产生编码符号，并根据步骤2的判决机制对生成的编码符号进行关键性判决；步骤4，传输系统对编码符号进行调制、发送、解调的操作，并对步骤3中判决的关键编码符号进行噪声干扰；步骤5，接收端根据接收到的编码符号进行译码，当合法用户完成译码时发送反馈命令终止传输过程。进一步地，所述步骤2的具体过程如下：步骤2.1，传输系统对经典喷泉码译码实时过程进行分析，即分析接收端在收到某一编码符号后译出符号情况变化；步骤2.2，传输系统根据步骤2.1的分析结果建立编码符号度值与译码结果的关联性，即编码符号关键性与度值的关系。进一步地，所述步骤3的具体过程如下：步骤3.1，根据步骤1中的初始化参数生成原始输入符号集合；步骤3.2，根据原始输入符号集合生成编码符号；步骤3.3，根据步骤2得出的编码符号关键性判别依据对生成的编码符号进行判决。进一步地，所述步骤4中的噪声干扰仅从能量投入的角度考虑，即对步骤3中判定的关键编码符号进行能量集中干扰。进一步地，所述步骤5的具体过程如下：步骤5.1，接收端正常接收传输来的编码符号信息，并根据信号解调判决结果进行译码；步骤5.2，当合法用户完成译码时，发送反馈信息至发送端终止传输过程。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术将现有的物理层安全中噪声干扰技术与编码技术结合，基于喷泉码方法对关键编码符号进行重点干扰，实现通信与安全一体化，进一步提高了安全性能，并且提高系统保证信息传输安全性和可靠性的效率。相比较其他物理层安全方法及基于喷泉码的安全传输方法，本专利技术的方法具有以下优点：1、本专利技术基于喷泉码方法，能够与信道条件紧密耦合从而充分保证可靠传输，并在此基础上追求安全性能。2、本专利技术提高了干扰的针对性，摒弃了传统方法中的全局性干扰，使得能量利用效率更高。3、本专利技术对各种传输信道的适应性较强，在各种信道状况下都具有很强的适应性和实用性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法的流程图；图2为本专利技术实施例二提供的一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法的流程图；图3为本专利技术实施例三提供的一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法在实际通信场景中的应用示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心是提供一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法，以提高信息传输的安全性和可靠性。为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。实施例一如图1所示，图1示出了本专利技术实施例一提供的一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法的流程图，该安全传输方法具体包括如下步骤：步骤S101，发送端对编译码参数进行初始化，包括原始符号数量、度分布等；步骤S102，发送端对关键编码符号的判决机制进行设计；步骤S103，发送端编码器根据原始输入的编译码参数持续产生编码符号，并根据步骤S102的判决机制对生成的编码符号进行关键性判决；步骤S104，传输系统对编码符号进行调制、发送、解调的操作，并对步骤S103中判决的关键编码符号进行噪声干扰；步骤S105，接收端根据接收到的编码符号进行译码，当合法用户完成译码时发送反馈命令终止传输过程。本专利技术的一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法，基于喷泉码技术对关键编码符号进行重点干扰，将安全编码、信息加密技术与物理层传输相结合，进一步提高了信息传输的安全性和可靠性。实施例二如图2所示，图2示出了本专利技术实施例二提供的一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法的流程图，该安全传输方法具体包括如下步骤：步骤S201，发送端对编译码参数进行初始化，包括原始符号数量、度分布等；步骤S202，发送端对关键编码符号的判决机制进行设计；所述步骤S202的具体实现过程如下：步骤S2021，传输系统对经典喷泉码译码实时过程进行分析，即分析接收端在收到某一编码符号后译出符号情况变化；步骤S2022，系统根据步骤S2021的分析结果建立编码符号度值与译码结果的关联性，即编码符号关键性与度值的关系。步骤S203，发送端编码器根据原始输入的编译码参数持续产生编码符号，并根据步骤S202的判决机制对生成的编码符号进行关键性判决；所述步骤S203的具体实现过程如下：步骤S2031，根据步骤S201中的初始化参数生成原始输入符号集合；步骤S2032，根据步骤S2031中的原始输入符号集合生成编码符号；步骤S2033，根据步骤S202得出的编码符号关键性判别依据对生成的编码符号进行判决。步骤S20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，发送端对编译码参数进行初始化；步骤2，发送端对关键编码符号的判决机制进行设计；步骤3，发送端编码器根据原始输入的编译码参数持续产生编码符号，并根据步骤2的判决机制对生成的编码符号进行关键性判决；步骤4，传输系统对编码符号进行调制、发送、解调的操作，并对步骤3中判决的关键编码符号进行噪声干扰；步骤5，接收端根据接收到的编码符号进行译码，当合法用户完成译码时发送反馈命令终止传输过程。

【技术特征摘要】
1.一种基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，发送端对编译码参数进行初始化；步骤2，发送端对关键编码符号的判决机制进行设计；步骤3，发送端编码器根据原始输入的编译码参数持续产生编码符号，并根据步骤2的判决机制对生成的编码符号进行关键性判决；步骤4，传输系统对编码符号进行调制、发送、解调的操作，并对步骤3中判决的关键编码符号进行噪声干扰；步骤5，接收端根据接收到的编码符号进行译码，当合法用户完成译码时发送反馈命令终止传输过程。2.根据权利要求1所述的基于喷泉码关键编码符号干扰的安全传输方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：步骤2.1，传输系统对经典喷泉码译码实时过程进行分析，即分析接收端在收到某一编码符号后译出符号情况变化；步骤2.2，传输系统根据步骤2.1的分析结果建立编码符号度值与译码结果的...

【专利技术属性】
技术研发人员：易鸣，黄开枝，汪立康，彭建华，金梁，楼洋明，钟州，周游，马克明，靳彦青，张帅，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南,41