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

1、基于密碼學(xué)的無線網(wǎng)絡(luò)安全體系一般忽略無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)性能夠顯著提高無線網(wǎng)絡(luò)物理層的安全性。近年來，有關(guān)無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線媒介的物理特性建立。
　　iS-graph的安全容量可以通過增加可控干擾以降低竊聽者端的信號與干擾加噪聲比（SINR）來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，干擾對無線網(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，與無協(xié)作干擾的iS-graph相比，jS-graph能取得顯著的安全增益，即說明合適的協(xié)作干擾能夠顯著地提高隨機(jī)無線網(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