隨機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中干擾協(xié)助下的安全通信.pdf

1、基于密碼學(xué)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全體系一般忽略無(wú)線媒介的物理特性和節(jié)點(diǎn)的空間位置，但這兩個(gè)因素直接影響節(jié)點(diǎn)之間通信的安全性。因此，合理利用無(wú)線媒介和節(jié)點(diǎn)空間位置的固有隨機(jī)性能夠顯著提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)物理層的安全性。近年來(lái)，有關(guān)無(wú)線信道的信息論安全的研究日新月異，但這些研究最大的局限性在于只考慮少量節(jié)點(diǎn)的情形，為了分析由大量合法節(jié)點(diǎn)和竊聽者節(jié)點(diǎn)組成的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，文獻(xiàn)[13]和[1][14]分別從幾何和信息論的觀點(diǎn)引入了安全通信圖即iS-graph，它是描

2、述隨機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中安全鏈路的一種隨機(jī)圖，圖中的安全鏈路利用無(wú)線媒介的物理特性建立。
　　iS-graph的安全容量可以通過(guò)增加可控干擾以降低竊聽者端的信號(hào)與干擾加噪聲比（SINR）來(lái)實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，干擾對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全而言變成了一種有效資源。合法的通信雙方可以利用干擾來(lái)增加竊聽者的噪聲，從而提高合法用戶信道的安全速率，且相應(yīng)的干擾策略有多種。
　　受信息論安全和協(xié)作干擾技術(shù)的啟發(fā)，本文研究隨機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中機(jī)密信息的傳輸，并在iS-gr

3、aph的基礎(chǔ)上提出一種干擾協(xié)助的安全通信圖模型，命名為jS-graph。該模型中合法節(jié)點(diǎn)在協(xié)作干擾節(jié)點(diǎn)的幫助下實(shí)現(xiàn)安全通信。接下來(lái)分別討論了協(xié)議模型和閾值模型下jS-graph的安全屬性，研究結(jié)果表明，與無(wú)協(xié)作干擾的iS-graph相比，jS-graph能取得顯著的安全增益，即說(shuō)明合適的協(xié)作干擾能夠顯著地提高隨機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全通信能力。最后文章又提出了一種新的干擾策略，其可適用于隨機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中竊聽者位置信息未知的情形，該策略解決了現(xiàn)實(shí)通