【摘要】：在無線通信技術研究中,安全問題始終是研究的重點和難點。由于無線通信的廣播特性,導致通信用戶缺少物理邊界,無線信號極易被非法用戶竊聽、篡改或偽造。由于這些攻擊主要存在于“信號層面”,傳統(tǒng)安全機制不能很好的對其進行防御。與傳統(tǒng)安全機制相比,物理層安全機制具有兩方面優(yōu)勢:一、物理層安全機制能夠在“信號層面”解決通信安全問題,是傳統(tǒng)安全機制的有效補充。二、物理層安全機制較傳統(tǒng)安全機制具有較小的計算開銷、能量開銷,更適用于低功耗的無線網(wǎng)絡。綜上所述,物理層安全機制的研究具有重要意義。本文從無線信號處理的角度出發(fā),在“信號層面”對通信安全問題展開研究,內(nèi)容包括物理層安全傳輸,物理層安全接入,物理層可靠傳輸三方面。研究旨在充分發(fā)揮信號在物理層的性能優(yōu)勢,通過設計端到端物理層安全機制來保證整個通信過程的安全,其主要的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點可歸納為以下三方面:1.物理層密鑰生成方案通過密鑰加密可以保證信號的保密性和完整性,實現(xiàn)物理層安全傳輸。本文針對物理層密鑰生成的協(xié)商問題,提出了基于物理層指紋的密鑰模糊生成方案。具體地,本文設計了密鑰模糊生成器,并考慮了竊聽攻擊和篡改攻擊,提出了具有針對性的密鑰安全協(xié)商方案。隨后,本文對所提方案的安全性和可行性進行了理論分析和仿真分析。2.物理層身份認證方案通過物理層身份認證,可以防止物理層偽造攻擊和中間人攻擊,實現(xiàn)物理層安全接入。該方案主要包括兩部分研究內(nèi)容:第一部分為無線傳感網(wǎng)絡物理層認證方案,主要研究了智能位置偽造攻擊下的物理層身份認證。首先,本文提出了一種智能位置偽造攻擊,分析了該攻擊的可行性并推導了最優(yōu)智能位置偽造攻擊。隨后,針對該攻擊,本文設計了物理層協(xié)作認證方案,并給出了相關的性能分析,在考慮方案的計算復雜度下,提出了方案的加速算法。最后,本文通過仿真對所提方案的性能進行了分析。第二部分為移動認知無線電網(wǎng)絡物理層認證方案,研究了主用戶模仿攻擊下的主用戶認證方案。針對網(wǎng)絡拓撲變化和動態(tài)通信環(huán)境,本文提出了魯棒的主用戶分布式認證方案,并對所提方案的性能進行了理論分析和仿真分析。3.物理層抗智能干擾方案通過物理層抗智能干擾,可提高接收信號的信干噪比,實現(xiàn)物理層可靠傳輸。本文主要研究了基于深度增強學習的抗智能無人機干擾方案。在考慮智能的無人機干擾攻擊下,本文構(gòu)建了抗智能無人機干擾的動態(tài)博弈模型,求解了抗智能干擾的最優(yōu)策略。針對該策略,本文證明了動態(tài)博弈模型中納什均衡的存在性,并分析了方案的計算復雜度。最后,本文通過仿真對所提策略的性能進行了分析。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN918
【圖文】：

型如圖１－２所示。在經(jīng)典的三用戶模型中，Ａｌｉｃｅ為為偽造用戶。認證用戶Ｂｏｂ通過存儲待認證用戶Ａ證用戶的身份，與此同時，Ｅｖｅ偽造合法用戶的物戶Ｂｏｂ進行通信的權限。通常物理層認證問題龍0逡逑里得范數(shù)空間，表示兩信道分布之間的差異，p汗セ韃淮嬖�，Ｏl硎炯觳懺兄�。壤_跡保乘荊畔緣牟鉅煨�。兄Z烙胄諾潰琛輳油臣品植嫉鬧賾肼┘旄怕�。牙C潮礱鰨叫諾勞臣鋪匭緣鬧氐醬�，即痊F(xiàn)び沒г餃菀濁趾戲ㄓ沒в胛痹煊每賞ü觳飧怕視胄榫怕世雌攔饋６雜諶現(xiàn)び每贍茉黽恿酵臣鋪匭緣牟鉅�。葰g�，峨s諼痹煊貌閾諾撈卣骼此跣×酵臣鋪匭災淶牟鉅�。辶x

本文編號：2755065