基于极化码的无协商密钥物理层安全传输方案

作     者：黄开枝 万政 楼洋明 肖帅芳 许晓明 HUANG Kaizhi;WAN Zheng;LOU Yangming;XIAO Shuaifang;XU Xiaoming

作者机构：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学郑州450001 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2020年第42卷第12期

页      面：2946-2952页

核心收录：

学科分类：11[军事学] 1105[军事学-军队指挥学] 0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 110505[军事学-密码学] 110503[军事学-军事通信学] 

基　　金：国家自然科学基金(61701538,61871404,61801435) 国家自然科学基金创新群体项目(61521003) 

主　　题：物理层安全 密钥生成 极化码 信息协商 安全与通信共生 

摘      要：针对现有的密钥生成方案需要在通信流程中增加额外的密钥协商协议,导致在5G等标准通信系统中应用受限的问题,该文提出一种基于极化码的无协商密钥物理层安全传输方案。首先基于信道特征提取未协商的物理层密钥,然后针对物理信道与密钥加密信道共同构成的等效信道设计极化码,最后利用未协商的物理层密钥对编码后的序列进行简单的模二加加密后传输。该方案通过针对性设计的极化码纠正密钥差异和噪声引起的比特错误,实现可靠的安全传输。仿真表明,该文基于等效信道设计的极化码在保证合法双方以最优的码率可靠传输的同时可以防止窃听者窃听,实现了安全与通信的一体化。