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聊聊基于极化调制的物理层安全技术

引 言

伴随着5G工艺的发展趋势,无线传输技术的运用深层次社会发展的各行各业,wifi网络(5G)深入地危害着我们的日常日常生活和社会发展生产制造。wifi网络中的多种多样信息保密和隐秘数据(如金融业信息,银行帐户和银行信用卡信息,本人诊疗信息)等呈大量式提高,接踵而来的是突显的信息安全隐患,而确保无线通信网络的安全性显得更加关键[1-4]。对比于传统的的有线网路,信道具备对外开放和广播节目的特性,促使无线通信网络中的客户非常容易遭受监听、进攻和影响[5]。传统式的无线通信网络通常在链路层以及顶层选用根据密码算法的加密技术来确保通讯的安全系数,如对称性密匙数据加密和非对称加密密匙数据加密的运用[6,7]。根据密码算法的加密技术的安全系数创建根据测算安全性,即在密匙不明的情形下,网络攻击没法在比较有限的时间内根据合理测算进行破译。可是伴随着电脑的计算水平提升,尤其是媒介技术性[8]的迅速发展趋势,传统式加密技术所依靠的数学计算难度系数不能抵御进攻,将造成目前的加密系统遭遇非常大的安全性危害[9] 。另一方面,在未来互联网的很多新式应用领域中,如规模性 IoT 互联网[10],将接入海量的資源受到限制传感器连接点,促使根据密码算法的密匙派发和管控的复杂性极高乃至难以解决。根据以上环境,无线通信网络物理层安全生产技术造成了科学界的和学术界的普遍关心[3,11-13]。

对比于传统的的顶层根据密匙的安全性体制,一方面,物理层安全性体制运用无线通信频带的偶然性和唯一性,立即阻隔监听者从对外开放的无线网络链接获得信息,为无线通信客户给予轻净重高安全防范措施[14]。另一方面,伴随着5G中规模性多键入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术性的发展趋势,无线通信物理层資源愈来愈丰富多彩,为完成物理层安全性优化算法给予了高效的支撑点。最终,物理层安全生产技术可以与目前的顶层根据密匙的安全性技术相结合,构建一个全面的、多层面、高可靠的系统化安全管理体系,达到更多的情景,大量业务流程,大量领域的安全性要求。因而,物理层安全生产技术具备较大的科学研究发展潜力。

根据极化调制的物理层安全生产技术

伴随着无线通信技术的发展趋势,极化调制不但能提高通信系统特性,其在物理层安全性领域的使用也遭受普遍关心。目前科学研究均是以时时域、航线引进物理层安全性优化算法,实际上,除开载波通信的力度、相位差和頻率可以被调制承重有效信息外,数据信号的极化情况还可以承重信息,并且对传统式调制技术性具备非常好的兼容模式,因而,极化域拥有极大的物理层安全性发展潜力。最先因为极化情况是有关数据信号运动轨迹与旋向的叙述,是数据信号的矢量素材特点,而传统化的盲鉴别和盲解调技术性多是对于力度、相位差或頻率等组成的标量特点开展科学研究,而对于信息的矢量素材现状分析的科学研究很少,假如有效地引进极化情况调制,可以抵抗根据标量的物理层进攻,在信息层面上取得一定的物理层安全性收获。次之,在传统式调制技术性的基本上引进极化情况调制,可将传统式的二维平面图十二星座与极化stokes室内空间融合产生高维空间中的十二星座,扩大了十二星座构造和投射标准设计方案的可玩性,为进一步设计方案安全性高效率的十二星座构造保证了室内空间。再度,极化调制具备方位依靠特性,接收器接到的极化情况随室内空间方向转变而变化,运用这一特性可以设计方案极化方位调制系统软件,进一步提升无线通信网络的安全系数。最终,信道的去极化效用促使频带具备更强的个体差异和偶然性,可以进一步运用该特性设计方案加密技术恶变监听频带品质。文中将从以上这几个层面对根据极化调制的物理层安全生产技术进行详细介绍。

1、根据极化高维十二星座的物理层安全生产技术

极化调制独特的矢量素材特性和频带的去极化效用为无线通信的物理层安全性带来了資源。参考文献[15]极化情况调制与传统式调制技术相结合,极化情况被用于承重商业秘密信息创建隐敝通讯链接,根据高维十二星座设计方案,可完成在没有更改功率谱遍布的条件下,完成极化信息的传送。参考文献[16]明确提出了一种安全性高效率的极化十二星座设计的方法,根据有效的运用极化十二星座的最优控制,可以在确保频带效果的一起完成安全性传送。参考文献[17] 明确提出了一种根据极化多维度十二星座的正交和频分复用(OFDM) 物理层安全性通讯体制,根据高维十二星座设计方案,可以合理地数据加密调制信息,维护无线通信的调制信息不被发觉,进而确保无线通信的安全性。

图1 高维安全极化调制十二星座

2、根据极化方位特性的物理层安全生产技术

因为极化调制具备独特的调制解调特性,极化调制通讯具备方位依靠特性。Qi Shuai[18]将方位调制和极化调制紧密结合,运用方位调制中无线天线列阵的专一性与在理想化方位频带的零空间上添影响鼓励,可以使监听者接受的信息造成失真, 将极化调制(PM) 替代方位调制的 PSK 后,可以进一步扩大监听者接受信息的误码率。参考文献[19]明确提出一种根据方位-极化情况调制技术性的双极化通讯卫星多键入多輸出(multi input multi output,MIMO)安全性传送方式,该方法将传送数据信号的极化情况与接收器方向信息紧密结合,完成数据信号差异发送,扩大非期待方位接收器解调信息的难度系数。参考文献[20]模型了极化情况的室内空间方位依靠特性,并根据此方位依靠特性,设计方案了根据极化方位调制的物理层通信系统,该体系可以有着更窄的主瓣和合理接受范畴。

图2 极化情况受室内空间危害关注度图

3、根据信道去极化效用的物理层安全生产技术

信道去极化效用变为了限定极化调制在无线通信网络中使用的较大短板,但另外为物理层安全性带来了資源。因为去极化效用与频带息息相关,不一样的信道遭受的去极化效用危害也各有不同,因而,信道去极化效用是可以被用于数据加密信息。参考文献[15]运用去极化效用对合理合法频带开展了预赔偿,清除去极化效用对合理合法接受频带危害的与此同时恶变了监听频带接受品质。参考文献[21]运用极化情况与传统式调制技术相结合设计方案高维十二星座,进一步根据频带去极化效用设计方案频带预编号引流矩阵,扩大合理合法接收者和监听端在极化域的频带差别完成物理层安全性传送。

图3 极化十二星座接到频带去极化效用造成失真

结 语

尽管极化情况调制早已在物理层安全领域获得了一部分运用,殊不知目前的根据极化情况调制的物理层安全性传送系统软件全是根据频带的去极化效用完成物理层安全防护,极化域的许多信息沒有获得全面运用,在物理层安全领域拥有极大的使用发展潜力。

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  • 评论列表:
  •  痴妓寄认
     发布于 2022-06-11 19:23:10  回复该评论
  • ference on Telecommunications (ICT), 2019: 468-473.[21] 李敏, 梁丽娅, 魏冬. 根据极化情况调制的无线通信物理层安全性传输技术[J]. 网络信息安全学报, 2018, 3(05): 105-

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