【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信加密技术，特别涉及基于无线信道直接加密的物理层通信技术。
技术介绍
1、随着无线通信技术迅速发展，无线设备被广泛部署促进了物联网模式在各个行业快速传播，海量设备连接到无线网络中。无人机通信系统作为无人机与地面、无人机与无人机之间的信息传输纽带对与无人机网络具有重要作用。然而，由于无线信道自身的广播特性，无线信道容易受到来自第三方的恶意攻击。针对无线通信安全问题，目前已经有大量的相关研究，其安全保密方式主要分为传统的经典安全加密方式和物理层安全。传统的安全加密方式基于现代密码学，使用密钥算法对要发送的数据进行加密，这种加密方式基于攻击者难以通过计算破解信息，或者计算破解信息的时间大于信息价值的有效时间，然而随着计算机科学技术的发展，计算能力大大提高，传统的密钥加密方式已经不能满足通信安全的需要。同时，实现“一次一密”需要密钥长度大于等于发送数据的长度，随着用户的增加，密钥的生成、分发、管理都需要占用庞大的计算、存储资源和传输开销。
2、相对传统的密钥加密是用于通信协议的上层，物理层安全技术利用物理层的基础特性从安全编码、信号处理以及密钥生成等角度，对调制方式和信道编码信息进行保护，可以作为上层加密方法的一种有效补充。无线信道密钥生成技术是物理层安全技术研究的重要分支，其主要利用无线信道的互易性、时变性以及空间去相关性在合法方之间共享相同的密钥。无线信道在传输过程中会受到衰落，噪声等各方面的影响，而多径效应产生的各种信道特征具有信道互易性和空时唯一性，这为通信双方提取相同的密钥提供了可能性。合法双方
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，针对传统的密钥分发方案采用的特征提取算法在不同的环境下表现不同，提供一种能够自动学习并整合不同层次的特征的物理层加解密方法。
2、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种基于深度学习的自适应密钥分发的物理层加解密方法，包括步骤：
3、信道探测步骤：通信双方先利用无线信道互相发送探测信号；一方根据捕获到的另一方发送的探测信号并进行信道估计得到信道状态信息，双方各自将本地得到的信道状态信息输入至cnn网络中进行信道特征提取；其中，cnn在训练时，接收来自通信双方输入的信道状态信息，以输出双方共同的信道状态信息的信道特征为训练目标；
4、量化步骤：双方各自对提取的信道特征进行量化得到量化值；
5、密钥生成步骤：通信双方各自利用量化值产生本地物理密钥；
6、信息传输步骤：双方对本地物理密钥进行一致性协商，当协商一致性后，采用协商一致性的物理密钥并进行隐私放大后生成信道密钥，利用信道密钥分别对传输信息进行对称加密或对称解密处理。进一步的，在双方对本地物理密钥进行一致性协商时，采用bch纠错码对本地物理密钥进行纠错，合法双方得到一致的密钥。
7、进一步的，为了更进一步的减小通信开销，使用一种更优选的，双方不需要进行协商的信息传输步骤，一方对待传输信息进行纠错码编码，再使用发送方本地物理密钥对纠错码编码后的信息进行对称加密处理得到发送信息；通过公共有差错信道将发送信息发至另一方；另一方将接收到的发送信息作为接收信息，利用接收方本地物理密钥对接收信息进行对称解密处理，再对解密得到信息进行纠错码译码恢复出传输信息。
8、本专利技术的有益效果是，通过自适应提取信道特征，能够在不同的环境下自动学习并整合不同层次的特征，具有高适应性，避免对不同算法的复杂选择与组合，自适应地提取信道特征，并能够更好地表现合法双方的信道信息，提高密钥分发方案的初始误比特率与密钥分发双方获得的物理密钥的一致率，增大了密钥分发的成功率，提高物理层加密效率。更进一步的，即使cnn输出的信道特征未完全一致，在未获得精确本地物理密钥的情况下，也可以不通过繁琐的密钥协商过程完成信息传输。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于深度学习的自适应密钥分发的物理层加解密方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，信息传输步骤具体为：在本地物理密钥生成之后，双方对本地物理密钥进行一致性协商，当协商一致性后，采用协商一致性的物理密钥并进行隐私放大后生成信道密钥，双方利用信道密钥分别对传输信息进行对称加密或对称解密处理。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，在双方对本地物理密钥进行一致性协商时，采用BCH纠错码对本地物理密钥进行纠错，使得双方得到一致的物理密钥。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，信息传输步骤具体为：发送方对待传输信息进行纠错码编码，再使用本地物理密钥对纠错码编码后的信息进行对称加密处理得到发送信息；通过公共有差错信道将发送信息发至接收方；接收方将接收到的发送信息作为接收信息，接收方利用本地物理密钥对接收信息进行对称解密处理，再对解密得到信息进行纠错码译码恢复出传输信息。
5.如权利要求4所述方法，其特征在于，纠错码编为BCH编码、纠错码译码为BCH译码。
6.如权利要求4所述方法，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种基于深度学习的自适应密钥分发的物理层加解密方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，信息传输步骤具体为：在本地物理密钥生成之后，双方对本地物理密钥进行一致性协商，当协商一致性后，采用协商一致性的物理密钥并进行隐私放大后生成信道密钥，双方利用信道密钥分别对传输信息进行对称加密或对称解密处理。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，在双方对本地物理密钥进行一致性协商时，采用bch纠错码对本地物理密钥进行纠错，使得双方得到一致的物理密钥。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王睿斐，唐杰，石煜昊，文红，宋欢欢，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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