陳 媧，李 為，雷 菁

(國防科技大學(xué) 電子科學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

0 引言

當(dāng)前，為了應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，我們需要足夠可靠以及更安全的信息傳輸機(jī)制。不同于傳統(tǒng)解決辦法是在信息層進(jìn)行加密處理，物理層安全技術(shù)利用物理層的基礎(chǔ)特性從安全編碼、信號(hào)處理以及密鑰生成等角度，對(duì)調(diào)制方式和信道編碼信息進(jìn)行保護(hù)，可以作為上層加密方法的一種有效補(bǔ)充。

無線信道密鑰生成技術(shù)是物理層安全技術(shù)研究的重要分支，其主要利用無線信道的互易性、時(shí)變性及空間去相關(guān)性在合法方之間共享相同的密鑰[1-2]，用于后續(xù)加密手段中。無線信道密鑰生成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不需要一個(gè)固定的密鑰分發(fā)設(shè)施，并且安全性不依賴于算法的計(jì)算復(fù)雜性，因此在物聯(lián)網(wǎng)中的車聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、智能家居等設(shè)備資源有限的應(yīng)用中更加體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)作為一種輕量級(jí)密鑰分配工具而愈加受重視。

1 無線信道密鑰生成的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

用來評(píng)價(jià)密鑰生成方案性能的標(biāo)準(zhǔn)通常有密鑰生成速率、密鑰不一致率和隨機(jī)性。

密鑰生成速率是指單位時(shí)間內(nèi)生成的密鑰比特?cái)?shù)目(單位：bit/s)或者平均每次信道探測(cè)獲得的密鑰比特?cái)?shù)目(單位：bit/packet)；

密鑰不一致率是指合法通信雙方獲得的密鑰中不一致的密鑰比特?cái)?shù)目占總密鑰比特?cái)?shù)的比例；

隨機(jī)性是衡量密鑰提取性能的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，目前被廣泛采用的為NIST(National Institute of Standards and Technology)隨機(jī)性測(cè)試[3]，其總共包含 16 項(xiàng)指標(biāo)。該標(biāo)準(zhǔn)按照一定的測(cè)試算法，通過對(duì)待檢測(cè)序列與理想隨機(jī)序列進(jìn)行偏離程度的比較，得到各項(xiàng)指標(biāo)的 P-value 值作為隨機(jī)性測(cè)試結(jié)果。如果所有檢測(cè)項(xiàng)的 P-value值大于等于0.01，則待檢測(cè)序列通過隨機(jī)性測(cè)試。

2 無線信道密鑰生成的步驟

通常將無線信道密鑰生成過程分為信道測(cè)量、量化、信息協(xié)商和保密放大4個(gè)步驟，如圖1所示，其中Alice和Bob為合法通信雙方，Eve為竊聽者。

圖1 無線信道密鑰生成步驟Fig.1 Steps of key generation from wireless channels

2.1 信道測(cè)量

在信道測(cè)量過程中，通信雙方在信道的相關(guān)時(shí)間內(nèi)互相發(fā)送導(dǎo)頻,以得到特定參數(shù)的相關(guān)的觀測(cè)值作為生成密鑰的隨機(jī)源，這個(gè)參數(shù)可以是接收信號(hào)強(qiáng)度[4-8]、信道響應(yīng)[9-10]、信道相位響應(yīng)[11-12]以及信道多徑時(shí)延[13]等。多頻率[9,14-15]和多天線[16-17]提供的頻率多樣性和空間多樣性可以提供更多的隨機(jī)源，提高密鑰生成速率。

2.2 量化

在量化過程中，通信雙方將通過信道探測(cè)得到的信號(hào)強(qiáng)度或信道信息量化為0,1序列。常用的方法有：基于中位數(shù)等單閾值的量化方法[18]，將大于閾值的數(shù)據(jù)量化為1，小于閾值的數(shù)據(jù)量化為0；基于均值和方差的雙閾值量化方法[4]，將大于較高閾值的數(shù)據(jù)量化為1，小于較低閾值的數(shù)據(jù)量化為0，閾值間的數(shù)據(jù)舍棄；基于累積分布函數(shù)的量化方法[6,10]，依據(jù)數(shù)據(jù)的大小分布確定量化級(jí)別，保證每個(gè)量化級(jí)內(nèi)數(shù)據(jù)所占比例相同，同時(shí)可以在此方法的基礎(chǔ)上加入保護(hù)間隔[17]，舍棄保護(hù)間隔中的數(shù)據(jù)以使生成的比特序列不一致率降低。格雷碼可以用來進(jìn)行多比特量化[19]，不僅增加了密鑰的比特?cái)?shù)，而且因?yàn)橄噜彺a字之間只有一位不同，有效限制量化后序列的不一致率。

2.3 信息協(xié)商

通信雙方分別量化后的比特流中通常存在不一致的情況。信息協(xié)商被用來進(jìn)行對(duì)比特流的糾錯(cuò)，降低不一致率。常用的有Cascade方法[5]和糾錯(cuò)碼方法[7,9]。

Cascade方法中，Alice將比特序列隨機(jī)排列并將其分塊，然后將每塊的排列和奇偶校驗(yàn)信息發(fā)送給Bob。Bob用同樣的方式改變序列，將比特序列分成小塊，計(jì)算并檢查塊的奇偶性是否相同。對(duì)于每個(gè)塊，如果奇偶校驗(yàn)不匹配，則Bob執(zhí)行二進(jìn)制搜索，以確定是否可以更改塊中的少量位以使塊匹配奇偶信息，并進(jìn)行迭代，直到成功的概率超過期望的閾值。

糾錯(cuò)碼協(xié)商中，以BCH碼為例，通信雙方通過密鑰序列與校驗(yàn)矩陣相乘得到伴隨式，Alice將伴隨式信息發(fā)給Bob，Bob通過比較伴隨式的差值可以估計(jì)出錯(cuò)誤圖樣，對(duì)原始密鑰序列進(jìn)行糾錯(cuò)。

2.4 保密放大

由于比特的相關(guān)性和信息協(xié)商過程泄漏給竊聽者的信息，合法通信雙方通過隱私放大減小輸出比特流的大小來解決。這可以通過Alice和Bob使用通用哈希函數(shù)來實(shí)現(xiàn)，這些函數(shù)是從一組公開的函數(shù)中隨機(jī)選擇的，以獲得固定大小的較小長(zhǎng)度，從較長(zhǎng)的隨機(jī)性較弱的輸入流中輸出更短的隨機(jī)性更強(qiáng)的數(shù)據(jù)[5,20]。

3 特殊條件和場(chǎng)景下的無線信道密鑰生成技術(shù)

近年來，對(duì)無線信道密鑰生成技術(shù)進(jìn)行研究的場(chǎng)景設(shè)置逐漸拓展，例如從通信雙方信道測(cè)量值互易性較理想的條件到通信雙方信道測(cè)量值互易性不理想的條件，從波動(dòng)充足的動(dòng)態(tài)信道條件到波動(dòng)較小的靜態(tài)信道條件，從一對(duì)一通信場(chǎng)景到存在中繼的通信場(chǎng)景和多用戶通信場(chǎng)景。

3.1 通信雙方信道測(cè)量值互易性不理想條件下的密鑰生成技術(shù)

除信道估計(jì)時(shí)的估計(jì)誤差外，由于受到半雙工系統(tǒng)的非同時(shí)測(cè)量、不對(duì)稱的信道噪聲、硬件差異等因素的影響，通信雙方得到的初始測(cè)量值之間的一致度可能不理想[21]，而信息協(xié)商過程的能力有限，因此當(dāng)通信雙方測(cè)量值互易性不理想時(shí)，可能導(dǎo)致信息協(xié)商后通信雙方生成密鑰仍不一致。為了解決這個(gè)問題，可以在對(duì)信道測(cè)量值進(jìn)行量化前進(jìn)行處理，減輕量化后的信息協(xié)商過程的負(fù)擔(dān)，起到輔助降低密鑰不一致率的作用。

對(duì)于信道測(cè)量值不一致的問題，研究者提出了不同的方案。文獻(xiàn)[6,22]利用插值的思想解決非同時(shí)測(cè)量的問題；文獻(xiàn)[23]利用多項(xiàng)式曲線擬合信道測(cè)量值；文獻(xiàn)[24-25]提出利用1范數(shù)最小化的方法增強(qiáng)接收信號(hào)強(qiáng)度的互易性；文獻(xiàn)[26]對(duì)通信雙方的多次測(cè)量數(shù)據(jù)利用加權(quán)系數(shù)進(jìn)行線性組合，使組合后雙方的數(shù)據(jù)相關(guān)性最大；文獻(xiàn)[10]提出信道增益補(bǔ)償方案，即先用少量探測(cè)包得出信道探測(cè)值中的非互易成分，再在探測(cè)值中減去非互易成分；文獻(xiàn)[27]提出進(jìn)行小波分析消除非互易性的影響；文獻(xiàn)[28]利用低通濾波器將大部分高頻噪聲過濾。

3.2 靜態(tài)信道環(huán)境下密鑰生成技術(shù)

最原始的基于無線信道生成密鑰的過程十分依賴信道的變化，這些變化可以通過通信雙方的移動(dòng)或環(huán)境中物體的移動(dòng)而引起。在靜態(tài)的信道環(huán)境中，信道波動(dòng)較小，變化慢，信道相關(guān)時(shí)間較長(zhǎng)。如果繼續(xù)遵循每個(gè)相關(guān)時(shí)間探測(cè)一次的規(guī)則，生成密鑰的速率十分緩慢；如果保持較高的探測(cè)速率，生成的比特序列通常沒有足夠的隨機(jī)性。

靜態(tài)信道環(huán)境下的密鑰生成方案，通常通過通信雙方給基礎(chǔ)方案中已知、公開的訓(xùn)練符號(hào)增加隨機(jī)性，得到隨機(jī)的接收信號(hào)或通過信道測(cè)量得到具備足夠隨機(jī)性的等效信道。如文獻(xiàn)[18,29]利用ESPAR天線，通過人工改變電抗矢量，使信道狀態(tài)隨機(jī)變化，從每個(gè)測(cè)量值中可生成0.4～0.6 bit密鑰。文獻(xiàn)[7,30-31]利用多天線結(jié)合隨機(jī)系數(shù)的思想，其中文獻(xiàn)[7]通過幅度和相位系數(shù)調(diào)節(jié)多天線通信節(jié)點(diǎn)發(fā)射的導(dǎo)頻，文獻(xiàn)[30-31]在MIMO系統(tǒng)中加入隨機(jī)波束成形系數(shù)，把雙方隨機(jī)波束成形系數(shù)與原信道響應(yīng)的乘積作為等效信道響應(yīng)。由于利用MIMO系統(tǒng)提供的多個(gè)信道信息作為隨機(jī)源，密鑰生成速率可達(dá)20 kbit/s。文獻(xiàn)[32]對(duì)信道探測(cè)得到的信道響應(yīng)矩陣進(jìn)行奇異值分解后，進(jìn)行重構(gòu)并由新的信道響應(yīng)矩陣生成秘密導(dǎo)頻進(jìn)行信道探測(cè)，提高等效信道的隨機(jī)性，平均可以從每個(gè)信道每次探測(cè)中生成8～10 bit密鑰。文獻(xiàn)[20,33-34]中通信雙方都發(fā)送隨機(jī)的探測(cè)序列，用收到的信號(hào)與發(fā)送信號(hào)的積生成密鑰，在利用多載波的情況下密鑰生成速率最高可達(dá)每個(gè)數(shù)據(jù)探測(cè)包生成64 bit密鑰。

另外，在環(huán)境中存在可用的中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，可以借助中繼節(jié)點(diǎn)輔助解決信道隨機(jī)性不足的問題。

3.3 中繼節(jié)點(diǎn)輔助場(chǎng)景的協(xié)作密鑰生成技術(shù)

在通信雙方之間沒有直接可用信道時(shí)，通過中繼節(jié)點(diǎn)的輔助建立多跳信道，中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)接收信號(hào)或測(cè)量的信道信息的函數(shù)，為通信雙方提供共同的隨機(jī)源生成密鑰；在通信雙方之間有直接信道時(shí)，利用中繼節(jié)點(diǎn)提供的額外隨機(jī)源，可以進(jìn)一步提高通信雙方的密鑰生成速率。

對(duì)協(xié)作密鑰生成技術(shù)的一些研究中，利用中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)或者信道響應(yīng)，輔助通信雙方得到不相鄰信道的信息。文獻(xiàn)[35]針對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)的功能提出了4種轉(zhuǎn)發(fā)方式，利用中繼節(jié)點(diǎn)與通信雙方之間信道響應(yīng)的乘積生成密鑰；文獻(xiàn)[36]考慮了在中繼節(jié)點(diǎn)只能與通信雙方中的一方連接的場(chǎng)景，利用中繼節(jié)點(diǎn)相鄰信道與通信雙方之間信道響應(yīng)的乘積作為隨機(jī)源；文獻(xiàn)[37]提出中繼節(jié)點(diǎn)在給通信雙方發(fā)送信號(hào)時(shí)加入加權(quán)系數(shù)，使通信雙方收到相同的信號(hào)，估計(jì)出相同的等效信道響應(yīng)；文獻(xiàn)[38]提出發(fā)送方發(fā)送隨機(jī)的探測(cè)信號(hào)，接收方通過已知信道響應(yīng)值估計(jì)出探測(cè)信號(hào)，再進(jìn)行對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)相鄰信道的估計(jì)；文獻(xiàn)[39]提出中繼節(jié)點(diǎn)在給通信雙方發(fā)送信號(hào)時(shí)，通過計(jì)算使得一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)接收的信號(hào)等于中繼節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)間信道響應(yīng)的值；文獻(xiàn)[40]考慮了多天線通信節(jié)點(diǎn)和多個(gè)多天線中繼節(jié)點(diǎn)的場(chǎng)景以及3種中繼之間的協(xié)作模式，進(jìn)行了通信節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)工作天線選擇的優(yōu)化；文獻(xiàn)[41]提出了中繼節(jié)點(diǎn)利用反向陣列(RDA)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。但在中繼轉(zhuǎn)發(fā)的方案中，轉(zhuǎn)發(fā)過程往往會(huì)放大信道噪聲。

另外，還有一些基于網(wǎng)絡(luò)編碼思想的工作，核心是中繼節(jié)點(diǎn)與通信雙方進(jìn)行信道測(cè)量后，向通信雙方發(fā)送兩個(gè)信道信息量化值的異或，輔助通信雙方得到不相鄰信道的信息。在此基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)[42-46]進(jìn)行了不同的研究；文獻(xiàn)[42]提出了一種在多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)存在下對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)保密的密鑰生成方案；文獻(xiàn)[43]考慮在功率限制條件下對(duì)中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功率分配的優(yōu)化使密鑰生成速率最大；文獻(xiàn)[44]提出了應(yīng)用壓縮感知信道估計(jì)；文獻(xiàn)[45]提出了通信雙方通過多個(gè)中繼進(jìn)行多跳傳遞信息得到共享的信道信息的方案；文獻(xiàn)[46]推導(dǎo)了基于網(wǎng)絡(luò)編碼思想的單中繼密鑰生成方法的最優(yōu)可達(dá)速率。

文獻(xiàn)[47-48]提出了在通信節(jié)點(diǎn)之間或通信節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)間已經(jīng)建立安全信道條件下的密鑰生成，其中文獻(xiàn)[47]提出了中繼節(jié)點(diǎn)通過發(fā)送人工干擾可以引入更大波動(dòng)性，增加密鑰生成速率；文獻(xiàn)[48]考慮無線體區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Wbans)中的星型拓?fù)浣M模型中新節(jié)點(diǎn)即將加入組時(shí)，組內(nèi)除中心節(jié)點(diǎn)外的其他節(jié)點(diǎn)輔助新加入的節(jié)點(diǎn)與中心節(jié)點(diǎn)建立連接交換信息。

3.4 多用戶場(chǎng)景下的組密鑰生成技術(shù)

在無線網(wǎng)絡(luò)中，往往需要在多個(gè)用戶之間進(jìn)行安全的數(shù)據(jù)交換，這時(shí)多個(gè)用戶之間要生成共享的組密鑰。目前已有一些針對(duì)組密鑰的研究，模型中的多用戶組成環(huán)形、星型及網(wǎng)狀等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3.4.1 環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)圓環(huán)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)與相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過信道連接。

針對(duì)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)[12]以某一個(gè)節(jié)點(diǎn)為起點(diǎn)沿順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)，將每個(gè)節(jié)點(diǎn)兩次探測(cè)到的相位響應(yīng)之和作為共享密鑰；文獻(xiàn)[49]提出將任意兩節(jié)點(diǎn)間成對(duì)生成的密鑰映射成多個(gè)相互獨(dú)立的部分，節(jié)點(diǎn)將本地隨機(jī)生成的密鑰用成對(duì)密鑰對(duì)應(yīng)部分進(jìn)行加密依次傳遞直到所有節(jié)點(diǎn)共享。在半雙工條件下，依次探測(cè)或傳遞信息導(dǎo)致很長(zhǎng)延時(shí)。

3.4.2 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，通常通過一定規(guī)則選擇出一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)與中心節(jié)點(diǎn)通過信道連接，但其他節(jié)點(diǎn)間不能直接通信。

針對(duì)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)[50]提出了對(duì)單簇、獨(dú)立多簇和重疊多簇等多種不同星型拓?fù)涞慕M密鑰生成協(xié)議；文獻(xiàn)[51]提出了將中心節(jié)點(diǎn)通過廣播發(fā)送信號(hào)與參考信道信號(hào)之間的差值，輔助所有節(jié)點(diǎn)生成共同的密鑰；文獻(xiàn)[52]結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，中心節(jié)點(diǎn)把每個(gè)節(jié)點(diǎn)間信道與參考信道信號(hào)的異或值發(fā)給節(jié)點(diǎn)來共享密鑰；文獻(xiàn)[53]提出了中心節(jié)點(diǎn)直接利用隨機(jī)產(chǎn)生的密鑰通過一次一密系統(tǒng)加密傳輸給其他節(jié)點(diǎn)；文獻(xiàn)[54]提出了一種基于OFDMA系統(tǒng)的組密鑰生成方案，有效減少了信道探測(cè)的時(shí)間。

3.4.3 網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

在網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與其他所有節(jié)點(diǎn)之間通過信道連接。

針對(duì)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)[55]針對(duì)網(wǎng)狀拓?fù)洌谛诺捞綔y(cè)步驟后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)廣播其接受信道的加權(quán)和；文獻(xiàn)[56]將其拓展到節(jié)點(diǎn)多天線的情況，并把暴力搜索優(yōu)化加權(quán)系數(shù)升級(jí)到基于新的度量的次優(yōu)方案，但仍然要求節(jié)點(diǎn)已知相鄰所有信道的信息。文獻(xiàn)[57]提出由特定節(jié)點(diǎn)廣播輔助其他節(jié)點(diǎn)獲得非相鄰信道的信息時(shí)，直接將信道信息的函數(shù)量化到復(fù)星座圖上以減少延遲。總的來說，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中需要進(jìn)行多次探測(cè)和廣播得到所有的信道信息，要求相關(guān)時(shí)間有一定的長(zhǎng)度。

4 無線信道密鑰生成的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

無線信道密鑰生成技術(shù)已經(jīng)在藍(lán)牙[58]、WiFi[8,59]、車輛通信[60-61]、無線傳感器[6,14,62-63]、BAN[64-66]及LORA[67-68]等場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。但由于現(xiàn)有硬件條件的限制，這些實(shí)現(xiàn)工作中主要是基于從接收信號(hào)強(qiáng)度提取隨機(jī)性生成密鑰，密鑰生成速率較低。表1總結(jié)了不同應(yīng)用場(chǎng)景下基于不同實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的密鑰提取技術(shù)及對(duì)應(yīng)可達(dá)到的密鑰生成速率。

表1 不同應(yīng)用場(chǎng)景下基于不同實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的密鑰提取技術(shù)Tab.1 Key generation implemented by different platforms in different application situations

5 未來研究方向

5.1 竊聽信道相關(guān)條件下的無線信道密鑰生成技術(shù)

現(xiàn)有工作中，通常使用Jakes模型對(duì)信道相關(guān)性進(jìn)行建模。該模型中，在均勻散射的非視距瑞利信道中，假設(shè)散射體有無窮個(gè)，則距離半個(gè)波長(zhǎng)以上的信道可以視作不相關(guān)信道。文獻(xiàn)[69]發(fā)現(xiàn)，在室內(nèi)環(huán)境中，即使竊聽者距離合法通信節(jié)點(diǎn)半個(gè)波長(zhǎng)，信道間仍然有一定的相關(guān)性。另外，5G毫米波信道不能直接建模為Jake’s模型，實(shí)現(xiàn)竊聽信道不相關(guān)的條件可能更加嚴(yán)格。在未來的研究中，不僅需要解決竊聽者信道相關(guān)的問題，還需要對(duì)于竊聽者的性能和系統(tǒng)的安全性用更加具體的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量的分析和驗(yàn)證。

5.2 通信節(jié)點(diǎn)高速移動(dòng)場(chǎng)景下的無線信道生成提取技術(shù)

在通信節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的場(chǎng)景中，信道相關(guān)時(shí)間會(huì)隨著移動(dòng)速度的增加而變短。即使只是在車輛通信的場(chǎng)景中，相關(guān)時(shí)間就可能短到微秒數(shù)量級(jí)。在傳統(tǒng)無線信道密鑰生成技術(shù)中通常認(rèn)為的傳輸、接收數(shù)據(jù)包的時(shí)間遠(yuǎn)小于信道相關(guān)時(shí)間這個(gè)設(shè)定可能不再成立。在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)速度更高的場(chǎng)景中，比如節(jié)點(diǎn)位于高鐵時(shí)，通信雙方進(jìn)行信道探測(cè)是否還能保持互易性是值得探索和發(fā)現(xiàn)的。如何在節(jié)點(diǎn)高速移動(dòng)的場(chǎng)景中從本質(zhì)上解決信道探測(cè)互易性低的問題以及提出密鑰生成速率更理想的方案，有待下一步研究。

5.3 存在更強(qiáng)大竊聽者的無線信道密鑰生成技術(shù)

在現(xiàn)有工作中，大多數(shù)考慮的竊聽模型為單個(gè)被動(dòng)竊聽者，即系統(tǒng)模型中只存在一個(gè)竊聽者，竊聽者只對(duì)通信過程進(jìn)行竊聽而不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行干預(yù)。對(duì)于竊聽者具備更強(qiáng)攻擊能力的情況，仍需投入更多研究，如竊聽者多天線、系統(tǒng)中存在多個(gè)協(xié)作竊聽者的情況對(duì)系統(tǒng)安全性能的影響，以及在竊聽者進(jìn)行主動(dòng)攻擊時(shí)，能夠在消除主動(dòng)攻擊影響的同時(shí)，不影響合法通信的密鑰生成技術(shù)等。

6 結(jié)論

無線信道密鑰生成技術(shù)作為一種輕量級(jí)的密鑰分發(fā)工具，在物聯(lián)網(wǎng)等資源受限的通信場(chǎng)景中具有廣泛應(yīng)用前景。本文總結(jié)了無線信道密鑰生成技術(shù)的性能標(biāo)準(zhǔn)和步驟，以及幾種特殊環(huán)境或場(chǎng)景下的密鑰生成技術(shù)的發(fā)展，歸納了密鑰生成技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，并分析了未來值得進(jìn)一步研究的方向。