[发明专利]一种基于多监督节点和信道信息的无线认证方法

说明书

一种基于多监督节点和信道信息的无线认证方法，涉及无线用户的物理层认证方法。提供采用分布式部署多天线的监督节点，可以获取并处理更多的信道信息，具有较高认证准确度的一种基于多监督节点和信道信息的无线认证方法。采用分布式部署多个具有多天线的监督节点和一个认证节点，运用逻辑回归模型来构造用户身份信息的认证模型。监督节点与认证节点间通过DFW算法来估计认证模型参数，通过训练得到认证模型，使用该认证模型对用户的身份信息进行分类认证。与现有同类产品或方法比较，具有如下特点：提出的认证方法采用了分布式部署多天线的监督节点，可以获取并处理更多的信道信息，具有较高的认证准确度。

技术领域

本发明涉及无线用户的物理层认证方法，尤其是涉及一种基于多监督节点和信道信息的无线认证方法。

背景技术

随着无线技术的发展，无线网络在人们生活中成了不可或缺的一部分。然而在无线通信中也发生了越来越多的攻击事件，攻击者通过假借合法用户的物理地址向接收端发送虚假信号进行攻击。对于上述攻击行为，目前提出了很多基于密钥加密或数字签名等上层服务的认证系统。而随着物理层技术的发展，物理层认证技术的可靠和简单的优点也开始展现，也提出了许多基于物理层信道信息的认证方法。比如中国专利CN105763492A提供基于基扩展模型信道信息的物理层认证方法，其通过提取合法用户和合法接收者间的信道信息，采用基扩展模型拟合信道，判断法发送者的信道矩阵信息和合法信道矩阵信息的相似度来进行物理层认证，具有复杂度低、时延小、精确度高的特点。中国专利CN104918249A提供一种基于强化学习的无线信道指纹方法，其无线接收机根据多个信道上的物理层信息如接收信号强度来构造各用户发射机的信道指纹，采用强化学习算法，实时自动调节物理层认证的阈值等关键参数，通过对比各用户发射机信道指纹及其历史记录值来进行无线认证。系统可以自适应各种无线环境，具有较高的认证精度。中国专利CN104168562A提供一种基于多载波传输的物理层认证方法，其将信道视为多个并行子信道，基于多载波传输利用子信道的相位响应的互易性和随机性对通信双方进行身份验证，能够有效地抵抗了干扰攻击、重播攻击、伪装攻击等各种欺骗攻击。

随着多输入多输出无线传输系统的发展，通过部署多天线节点可以在接收端获取到用户更多的信号信息，通过对这些信息的合理处理，可以进一步提高无线认证系统的认证准确度。随着机器学习方法的发展，其在物理层认证方面也展现了系统简单、分类准确率高的特点。

发明内容

本发明的目的是提供采用分布式部署多天线的监督节点，可以获取并处理更多的信道信息，具有较高认证准确度的一种基于多监督节点和信道信息的无线认证方法。

本发明包括以下步骤：

1)合法用户Alice，认证节点Bob；

在步骤1)中，所述合法用户Alice，认证节点Bob的具体方法可为：

首先在认证区域内部署一个认证节点Bob，部署M个具有N根天线的监督节点，监督节点编号为1～M，第m个监督节点上的天线编号为1+(m-1)N～mN，则每个监督节点上都能接收到用户Alice的数据包。

2)利用M个多天线监督节点之间无线信道信息的空间相关性通过训练阶段和认证阶段来构建认证模型和用户认证，在训练阶段，假设系统接收到Alice的第k个数据包，则从第k数据包中可以估计出系统第n根天线的RSSI(接收信号强度指示)，其表示为1≤m≤M为监督节点编号，1≤n≤MN为天线编号；