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拉丁阵和幅相变换相结合的物理层加密传输算法
  • ISSN号:1003-0530
  • 期刊名称:《信号处理》
  • 时间:0
  • 分类:TN911.7[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:国防科学技术大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073
  • 相关基金:国家自然科学基金青年项目(61502518,61302140);国家自然科学基金面上项目(61372099)
中文摘要:

传统无线通信的安全性主要依赖于上层加密机制,无法保证调制方式等物理层信息的安全。针对此问题,本文从物理层信道的本质特性出发,基于混沌理论中的三维洛伦兹映射,提出了一种利用拉丁阵置乱星座点位置信息的物理层加密传输算法。算法充分利用星座调制复数空间特性,能获得比布尔代数域更大的密文和密钥空间,因此可获得更高安全性。从理论分析、NIST(National Institute of Standardsand Technology)随机性测试、密钥空间、密钥敏感性、识别调制方式等方面考察了算法的安全性能。理论分析和仿真结果表明,所提算法在保证通信可靠性的前提下,能够有效增强通信的安全性。

英文摘要:

The security of traditional wireless communication mainly implemented in the upper-layers, which cannot achieve the protection of the modulation type and physical layer information. However, wireless physical layer security exploits the physical characteristics of the wireless channel to achieve secure communications. An efficient physical layer eneryption al- gorithm was proposed in this paper employing Latin rectangle based on 3D Lorenz map aiming to scramble the constellation map. The algorithm makes the most of the properties of modulation in complex field, which attains a lager secret-key space than Boolean algebra field. We studied the security of the proposed algorithm in terms of theoretical analysis, randomness tests using NIST (National Institute of Standards and Technology), key space, key sensitivity and the recognition of modu- lation type. Compared to the existing physical layer eryptosystems, the proposed method achieves higher security with less calculation and the security of the proposed method is verified through different tests. Both theoretical analysis and simula- tion results show that on the premise of ensuring the reliability, the proposed method can enhance the system security effec- tively.

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期刊信息
  • 《信号处理》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电子学会
  • 主编:谢维信
  • 地址:北京鼓楼西大街41号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:xhclfh@sohu.com
  • 电话:010-64010656
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-0530
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2406/TN
  • 邮发代号:80-531
  • 获奖情况:
  • 国家一级科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:10219