[发明专利]基于信道相位的物理层身份认证方法及系统

权利要求书

1.基于信道相位的物理层身份认证方法，其特征在于，所述方法实施于认证端与被认证端之间，使得认证端对被认证端的身份是否为合法身份进行判断，若所述被认证端为合法身份，则所述被认证端与认证端均配置有相同的共享密钥，所述方法包括：

由所述被认证端向所述认证端发送认证请求，所述认证端根据认证请求向被认证端发送认证响应信号；

所述被认证端在接收到认证响应信号后根据该信号以及己方的密钥生成响应信号，并将其发送给认证方；

所述认证方对所述响应信号进行相应处理后结合共享密钥进行认证，在进行认证的过程中通过构建二元假设检验分别假设所述响应信号中的密钥来自于非法身份或者合法身份，并分别计算这两个假设的假设检验统计变量，最后根据所述假设检验统计变量与预设的门限阈值进行比较后判断其中一个假设为真，以此对被认证方的身份进行认证；

其中，构建的二元假设检验为：

在上式中，K_t为被认证端用有的密钥，K_E为被认证端为非法身份时拥有的密钥，K_A为被认证端为合法身份时拥有的密钥；

且二元假设检验的假设检验统计变量分别表示为：

当计算的假设检验统计变量时，采用以下公式直接对的概率分布函数进行计算：

当计算的假设检验统计变量时，则采用以下两个公式分别计算出的均值及方差：

在上式中，表示的均值，而表示的方差。

2.根据权利要求1所述的物理层身份认证方法，其特征在于，所述被认证端以及认证端之间通过正交频分复用技术进行通信。

3.根据权利要求2所述的物理层身份认证方法，其特征在于，所述认证端根据认证请求向被认证端发送的认证响应信号为所述认证端生成的一个随机信号矢量，具体表示：

s_b＝[s_b,1,s_b,2,...,s_b,N]；

在上式中，s_b,i＝exp(jθ_b,i)，i＝1,2,...，N，θ_b,i随机均匀分布在[0,2π)，其中N是正交频分复用信道的子载波数目。

4.根据权利要求3所述的物理层身份认证方法，其特征在于，所述被认证端在接收到认证响应信号后根据该信号以及己方的密钥生成响应信号具体包括：

所述被认证端在接收到通过无线信道传播后的认证响应信号为：

在上式中，h_BA,i表示认证端到被认证端的第i个子信道频域响应，是对应的相位响应，假设所有子信道独立同分布，并且w_a,i是均值为零，方差为的独立同分布复高斯噪声；

并根据上式计算接收到的认证响应信号的相位，其相位具体表示为：

在上式中，imag(r_a,i)和real(r_a,i)分别表示r_a,i的虚部和实部，ε_a,i是由于高斯噪声w_a,i带来的相位误差；

所述被认证端根据己方的密钥以及所述认证响应信号的相位生成所述响应信号，其响应信号具体表示为：

s_a＝[s_a,1,s_a,2,…,s_a,N]

在上式中，θ_a,i随机均匀分布在[0,2π)，而为对己方密钥进行映射处理得到。