面向分布式灵活资源的物理层无线通信安全方案

随着可再生能源的崛起和分布式发电的普及,可以实现电力和信息双向传输的分布式灵活资源变得越来越重要.其中信息网络通过运营无线专网实现无线互联.由于物理层的脆弱性以及密钥分发和管理的复杂性,需要考虑物理层安全技术.而传统的物理层加密技术的混沌系统初始条件安全性无法保证.针对上述问题,为分布式灵活资源信息网络的无线通信系统提供了一种物理层安全方案.该方案不仅减轻了密钥分发和管理的复杂性,而且增强了混沌系统的初始条件和通信系统的安全性.主要贡献包括提出一种物理层密钥生成方法,即利用低通滤波和滑动窗口增强信道互易性,累积分布函数进行量化,以及用哈希函数实现密钥协商和隐私放大.还提出一种基于混沌的物理层加密方案,利用之前生成的密钥,通过Arnold变换和陈氏混沌理论对信号的相位和幅度进行加密.仿真结果显示,物理层密钥生成方案对信道特征的处理增强了信道的互易性,后续得到的密钥通过了NIST随机性测试.同时,采用混沌理论的加密方案使得窃听者得到的比特不一致率维持在0.5,保证了信息的安全传输.