[发明专利]基于物理信道信息的D2D通信双向认证方法

摘要

本发明公开了一种基于物理信道信息的D2D通信双向认证方法，在初始认证中，只需要存储一个通信密钥，就可以进行基于物理信道信息的初始认证，不再需要复杂的上层认证，使得初始认证的计算复杂度极大降低，将D2D通信的初始认证步骤下移到了终端，在认证中利用信道估计信息，降低了初始认证的复杂度、减少了认证时延，初始认证之后，D2D通信双方对每一次接收到的信息包都进行了基于物理信道的信息包认证，弥补了D2D通信中信息包认证的缺失，保护了用户的隐私，防止了攻击者对信息包的恶意篡改等攻击。

主权项

1.基于物理信道信息的D2D通信双向认证方法，其特征在于：包括以下步骤:S1.预先为进行D2D通信的终端A和终端B设置共享密钥K(k)；S2.终端A向终端B提出通信请求；S3.终端B向终端A发送一个随机的认证序列s1(t)；S4.认证序列s1(t)通过信道后变换为序列r1(n)，终端A接收到序列r1(n)后，利用预先共享的密钥K(k)，对序列r1(n)进行处理，得到认证响应序列s'1(t)，将其发送给终端B；S5.认证响应序列s'₁(t)通过信道后变换为序列r′₁(n)，终端B接收到序列r′₁(n)后，解出密钥估计值并将密钥估计值与预先共享的密钥K(k)进行比较，判断认证响应序列s'₁(t)是否合法：(1)如果认证响应序列s'1(t)合法，则认为该信息来自终端A，提取初始信道信息H0(k)，并发送认证确认信息给终端A；(2)如果认证响应序列s'1(t)不合法，则认为该信息来自伪终端，丢弃该链路；S6.终端A收到认证确认信息后，生成一个认证随机序列s2(t)，发送给终端B；S7.认证序列s2(t)通过信道后变换为认证序列r2(n)，终端B接收到认证序列r2(n)后，利用预先共享的密钥K(k)，对认证序列r2(n)进行处理，得到一个认证响应序列s'2(t)，将其发送给终端A；S8.认证响应序列s'₂(t)过信道后变换为序列r'₂(n)，终端A接收到序列r'₂(n)后,解出密钥估计值将该密钥估计值与预先共享的密钥K(k)进行比较，判断认证响应序列s'₂(t)是否合法：(1)如果认证响应序列s'2(t)合法，则判断该信息来自终端B，提取初始信道信息H'0(k)，并开始向终端B互发数据信息；(2)如果认证响应序列s'2(t)不合法，则判断该信息来自伪终端，丢弃该链路；S9.终端A或终端B接收到数据时，从每一次的接收数据中提取信道信息Hi(k)，与上一时刻的信道信息进行比较,判断信道信息是否合法:(1)若信道信息合法，则解调信息包；(2)若信道信息不合法，则丢弃信息包，返回步骤S2。