一种基于Raptor码的联合纠错保密方法技术

本发明专利技术请求保护一种基于Raptor码的联合纠错保密方法。在编码器和译码器中设置伪随机数发生器，产生近似随机的编码生成矩阵和删除图案，实现编码符号的随机产生和随机删除，伪随机数发生器的种子就是加解密的密钥。非合作的接收方在没有种子的情况下几乎不可能进行译码。本发明专利技术在保持无率码良好的纠错性能的同时也保证了所传信息的安全性，且其安全性不依赖于窃听信道与合法信道的质量差距；另外，本发明专利技术还能自适应信道性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Raptor码的联合纠错保密方法
本专利技术属于涉及信息通信领域，具体是通过共享密钥结合无率编码同时实现纠错和保密的信息传输方法。
技术介绍
物理层安全是利用无线信道特性，通过调制、编码、信号处理等方法来实现信息论意义上的信息安全传输。物理层安全中有一个重要的分支是利用信道编码同时实现信息的可靠和安全传输。McEliece提出的基于Goppa码的公钥密码体制(M公钥体制)首次利用纠错码实现了信息加密，其安全性在于它隐藏了进行快速译码时需要的Goppa码的编码矩阵(即私钥)。由于在不知道私钥时，直接由公钥解出保密信息的一般线性码的译码问题是一个NP完全问题，保证了信息传输的安全。该体制利用具有快速译码算法的Goppa码的编码矩阵作为私钥，用一个陷门函数把私钥隐藏起来，随机产生错误图样附加到码字生成密文，窃听者由于不知道编码矩阵无法由密文纠出错误图样，也就无法解出保密信息，从而实现了信息加密。该方案的缺点是密钥开销较大，码率低，且没有考虑有扰信道。M公钥体制首次将纠错和加密结合，随后，出现了基于各种纠错码实现纠错和加密的方案。例如基于Turbo码、卷积码、QC-LDPC码等的联合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Raptor码的联合纠错保密方法，包括编码阶段和译码阶段，其特征在于，包括以下步骤：(1)Raptor码是一种级联码，包括预编码和LT(Luby Ttransform)编码，发送端先对保密信息进行预编码得到中间符号，预编码采用固定码率的编码；(2)发送端获取密钥，并将密钥作为编码器中伪随机数发生器的种子，生成随机编码生成矩阵和删除图案；根据该随机编码生成矩阵对步骤(1)中所得的中间符号进行LT喷泉编码，并根据删除图案对LT编码后的符号进行随机删除，将删除后的编码符号通过信道发送；(3)接收端同样将密钥作为译码器中伪随机数发生器的种子，生成与发送端相同的随机编码生成矩阵和删除图案；按...

【技术特征摘要】
1.一种基于Raptor码的联合纠错保密方法，包括编码阶段和译码阶段，其特征在于，包括以下步骤：(1)Raptor码是一种级联码，包括预编码和LT(LubyTtransform)编码，发送端先对保密信息进行预编码得到中间符号，预编码采用固定码率的编码；(2)发送端获取密钥，并将密钥作为编码器中伪随机数发生器的种子，生成随机编码生成矩阵和删除图案；根据该随机编码生成矩阵对步骤(1)中所得的中间符号进行LT喷泉编码，并根据删除图案对LT编码后的符号进行随机删除，将删除后的编码符号通过信道发送；(3)接收端同样将密钥作为译码器中伪随机数发生器的种子，生成与发送端相同的随机编码生成矩阵和删除图案；按照删除图案对编码生成矩阵的列向量进行随机删除，并用删除后的编码生成矩阵对收到的编码符号进行LT译码，得到关于中间符号的译码信息；(4)接收端根据步骤(3)中所得到的译码信息对中间符号进行预编码的译码，得到保密信息。2.根据权利要求1所述的基于Raptor码的联合纠错保密方法，其特征在于，所述步骤(1)的预编码采用LDPC码，LT编码即内码是无率编码，编码过程是随机的，最终的码率，也就是码字的长度N根据信道质量确定。3.根据权利要求2所述的基于Raptor码的联合纠错保密方法，其特征在于，当所述步骤(1)中的保密信息与预编码所采用LDPC码的信息位长度不一致时，先以预编码所用LDPC码的信息位长度为单位对保密信息进行分组，再以一个保密信息组为单位进行Raptor码的编译码。4.根据权利要求1所述的基于Raptor码的联合纠错保密方法，其特征在于，所述步骤(2)生成随机编码生成矩阵，并根据该随机编码生成矩阵对步骤(1)中所得的中间符号进行LT喷泉编码，具体过程如下：(1)确定编码符号的编码度dn(n＝1,2,…,N)。将需要编码的M个中间符号作为LT编码的源符号。设置一个伪随机数发生器，采用密钥作为种子。该伪随机数发生器产生符合度分布函数ρ(d)的一个伪随机度值dn，该伪随机数即为该编码符号的度值；(2)从M个中间符号随机等概地选择dn个符号作为参与运算生成编码符号。另设...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷维嘉，李玉玉，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50