5G及未来的物理层安全设计
1. 干扰与中继技术
在通信安全领域,干扰与中继技术是保障信息传输安全的重要手段。存在可信中继和不可信中继两种情况。
-可信中继协作干扰:如图所示,通过可信中继对窃听者进行协作干扰,利用人工噪声(AN)来增强系统的安全性和可靠性。
-不可信中继时的目的端辅助干扰:当存在不可信中继但又要提升方案可靠性时,目的端可以对中继进行干扰,在提高可靠性的同时,防止中继提取信号中的信息。
然而,在研究人工噪声(AN)相关技术时,往往主要关注提升保密容量,而忽略了一些实际应用中的约束条件。例如,加性高斯白噪声导致的峰均功率比(PAPR)增加会引发一系列问题,包括带外和带内干扰、功率效率低下、互调产物生成以及覆盖范围减小等。因此,在设计干扰信号时,必须充分考虑这些实际约束,确保所提出的策略在现实场景中可行。
2. 从无线信道提取秘密序列
2.1 概念、优缺点
- 概念:该安全方法是让发射端和接收端从合法的信道链路中生成秘密密钥(随机序列向量或矩阵)。合法通信方可以利用信道冲激响应(CIR)的相位和幅度、接收信号强度指示(RSSI)等反馈信息来生成密钥。其背后的基本假设包括:
- 信道去相关:在丰富散射环境中,合法节点和非法节点相距至少半个波长时,它们经历的信道响应相互独立。
- 信道互易性:链路两端的相似信道可用于在两端生成相似的密钥。 </