发明名称 基于无线信道随机状态生成对称密钥的方法
摘要 本发明公开了一种基于无线信道随机状态生成对称密钥的方法,能够达到提高用户双方获取密钥的一致性、增强用户之间通信的安全性以及提高对不同扫描速率的适应性的目的;该方法的步骤为:选定两个用户作为主节点和副节点,在主节点处设定一个扫描速率;两个节点均初始化监听进程Wireshark;进行一次信道扫描:两个节点利用监听进程Wireshark进行数据包交互,取出并记录相应的接受信号强度RSS值以及数据包到达MAC层的时间;进行N次信道扫描,两个节点均得到一组RSS序列;对RSS序列进行量化处理,生成长度一致的两个比特串;主节点发起一致性协调进程,副节点配合完成此进程,从而得到对称密钥。
申请公布号 CN102244861B 申请公布日期 2013.09.18
申请号 CN201110231693.1 申请日期 2011.08.14
申请人 北京理工大学 发明人 窦丽华;韦云川;方浩;孙健;陈杰;马旭峰
分类号 H04L29/02(2006.01)I 主分类号 H04L29/02(2006.01)I
代理机构 北京理工大学专利中心 11120 代理人 郭德忠;李爱英
主权项 一种基于无线信道随机状态生成对称密钥的方法,其特征在于,包括:(1)将两个用户作为节点,其中任意一方作为主节点,另一方作为副节点;在主节点处设定一个扫描速率;(2)两个节点均初始化监听进程Wireshark;(3)主节点发送扫描PING包,并采用监听进程Wireshark捕获来自副节点的扫描回复REPLY包,从扫描回复REPLY包中取出并记录接受信号强度RSS值;在主节点发送扫描PING包的同时,副节点采用监听进程Wireshark捕获来自主节点的扫描PING包,从中取出并记录接受信号强度RSS值;两个节点在记录RSS值的同时,主节点记录所述扫描回复REPLY包到达自身MAC层的时间点,副节点记录所述扫描PING包到达自身MAC层的时间点;(4)重复(3)中的操作,进行N次信道扫描,主节点与副节点均得到一组RSS序列;(5)两个节点分别对所记录的RSS序列进行量化处理,生成长度一致的比特串;主节点处的量化过程为:将所记录的最后一个扫描回复REPLY包到达自身MAC层的时间点与所接收到的第一个扫描回复REPLY包到达自身MAC层的时间点之间的时间长度切割成若干个等长时间段,每个时间段即为一个时间窗口;求对应于每一个时间段中所有RSS值的平均值,将大于所述平均值的RSS值记为1,反之,记为0,即可得到对应于主节点RSS序列的比特串;副节点处的量化过程为:将所记录的最后一个扫描PING包到达自身MAC层的时间点与所接收到的第一个扫描PING包到达自身MAC层的时间点之间的时间长度切割成若干个等长时间段,每个时间段即为一个时间窗口; 求对应于每一个时间段中所有RSS值的平均值,将大于所述平均值的RSS值记为1,反之,记为0,即可得到对应于副节点RSS序列的比特串;(6)主节点发起一致性协调进程,副节点配合完成此进程;所述一致性协调进程为:1)主节点与副节点预先设置一个相同的数值,称为协调频数m;主节点从主节点端的比特串的第1位开始进行扫描:若有m个连续的且相同的比特值,则记录m个比特值中第一个比特值在该比特串中的位置;在对主节点端的比特串扫描结束后,所记录的各位置形成位置序列S1;主节点将位置序列S1发给副节点;2)副节点从副节点端的比特串的第1位开始扫描,判断位置序列S1所指示的各位置上是否存在以该位置为起始的m个连续且相同的比特值,若存在,则记录下该位置;在对副节点端的比特串扫描结束后,所记录的各位置形成位置序列S2,副节点将位置序列S2发送至主节点,同时副节点将位置序列S2对应于副节点比特串中的比特值取出,形成比特序列串B2,将该比特序列串B2作为密钥2;3)主节点依据位置序列S2对主节点比特串进行扫描,将位置序列S2对应于其比特串中的比特值取出,形成比特序列串B1,将该比特序列串B1作为密钥1;(7)将所得到的两个相同的密钥1和密钥2作为对称密钥。
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