[发明专利]一种物联网中基于信道反馈的喷泉编码抗窃听传输方法

说明书

本发明公开了一种物联网中基于信道反馈的喷泉编码抗窃听传输方法，包括以下步骤：在第k个时隙，当合法接收端Bob成功接收该当前时隙发送的编码包时，则选择一个合法接收端Bob未解码的原始数据包，然后进行编码，再将编码的结果作为下一时隙发送的编码包；否则，则将当前时隙发送的编码包作为下一时隙的编码包；3)判断合法接收端Bob未解码的原始数据包集合U是否为空集，当合法接收端Bob未解码的原始数据包集合U不为空集时，则转至步骤2)，当合法接收端Bob未解码的原始数据包集合U为空集时，则合法接收端Bob已经接收到所有的原始数据包，合法接收端Bob根据接收到所有原始数据包恢复出源文件，该传输方法抗窃听性能较好，安全性较高。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种物联网中基于信道反馈的喷泉编码抗窃听传输方法。

背景技术

过去几年，随着无线通信技术的飞速发展及其广泛应用，无线网络安全问题也受到了越来越多的关注。

目前，传统的保障安全传输的主流方法是通过加密实现的，但是，未来众多的无线业务对安全等级的需求千变万化，加密方法也难以满足其需求。与传统加密技术相比，物理层安全技术的基本思想是利用无线通信技术将无线信道中的各种衰落、噪声以及干扰因素转变为对抗窃听的工具，从而实现物理层的安全传输。并且从应用的角度来看，还具有易实现、易维护等优点。

喷泉编码凭借其特有优势在数据广播以及存储等方面应用较多，但却很少将它运用到网络安全问题上。根据喷泉码的基本特性将其应用到网络安全上是可行的，只要合法接收用户能够先于窃听者累积到所需的喷泉码数据包就可以保障传输的安全性。因此，针对传统保障安全方法的缺点以及喷泉编码在物理层编码保障安全传输的可行信，研究一种具体的喷泉编码抗窃听安全传输方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种物联网中基于信道反馈的喷泉编码抗窃听传输方法，该传输方法抗窃听性能较好，安全性较高。

为达到上述目的，本发明所述的物联网中基于信道反馈的喷泉编码抗窃听传输方法包括以下步骤：

1)设通信系统包含一个发送端Alice及一个合法接收端Bob，且通信系统的无线信道采用瑞利衰落信道模型，发送端Alice将源文件分为K个原始数据包，再选择其中任意一个原始数据包作为第一个编码包，然后再发送选择出来的第一个编码包；

2)在第k个时隙，发送端Alice通过合法接收端Bob反馈回的1bit信息确定合法接收端Bob是否成功接收该时隙发送的编码包，当合法接收端Bob成功接收该当前时隙发送的编码包时，则依据重要性及信道质量选择一个合法接收端Bob未解码的原始数据包，然后对选择出来的未解码的原始数据包进行编码，再将编码的结果作为下一时隙发送的编码包；当合法接收端Bob没有成功接收当前时隙发送的编码包时，则发送端Alice在下一时隙发送的编码包与当前时隙没有成功接收的编码包相同，同时，发送端Alice根据合法接收端Bob反馈的1bit信息构建合法接收端Bob已解码的原始数据包集合D及合法接收端Bob未解码的原始数据包集合U；

3)判断合法接收端Bob未解码的原始数据包集合U是否为空集，当合法接收端Bob未解码的原始数据包集合U不为空集时，则转至步骤2)，当合法接收端Bob未解码的原始数据包集合U为空集时，则合法接收端Bob已经接收到所有的原始数据包，合法接收端Bob根据接收到所有原始数据包恢复出源文件，完成基于信道反馈的抗窃听喷泉码构造。

步骤2)中对选择出来的未解码的原始数据包进行编码，再将编码的结果作为下一时隙发送的编码包的具体操作为：

当合法接收端Bob收到发送端Alice在第时隙发送的编码包t_i时，则发送端Alice在i+1时隙发送的编码包t_i+1为：