《光通信系統基於物理層指紋的識別與認證安全技術研究》是依託東南大學，由彭林寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光通信系統基於物理層指紋的識別與認證安全技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：彭林寧
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目從光通信系統發射設備和光纖信道唯一的物理層指紋特徵入手，開創性的研究基於其物理層指紋特徵的識別與認證技術。首先，針對光通信系統中的物理層指紋特徵提取，本項目將創新性的提出聯合瞬態和穩態回響的物理層指紋特徵提取技術。具體包括了多時間尺度的瞬態回響物理層指紋特徵提取技術、結合主成分分析的穩態回響物理層指紋特徵提取技術。其次，基於獲取的光通信系統物理層指紋特徵，本項目將理論研究分類器設計。具體包括了結合多元判別分析和極大似然法的最優分類器設計、基於支持向量機和人工神經網路的自學習分類器設計。此外，本項目將研究基於光通信系統物理層指紋特徵的認證協定。具體包括了精簡的安全認證協定設計以及基於似然度的安全協定設計。最終，本項目將在實際系統中對理論研究的成果進行原型驗證。基於本項目的研究成果，可以為光通信系統提供一種全新的物理層安全接入體制。其研究成果還可以被推廣到其他有類似特性的有線通信系統。
結題摘要
本項目針對光纖通信系統中的身份認證問題，提出並實現了一種基於物理層特徵的發射終端識別機制。首先，通過搭建光通信物理層特徵提取實驗平台，實現了對不同發射源調製波形的獲取。基於獲取的光通信信號，本項目設計了三種光通信系統物理層指紋特徵提取方法，分別是基於波形統計結果的特徵提取，基於同步相關峰變化的特徵提取以及基於臨近符號星座軌跡圖的特徵提取。在完成特徵提取技術研究後，本項目進一步進行了基於光通信系統中物理層指紋特徵的分類器設計研究。針對提取的不同特徵的物理特性以及隨接收信噪比的不同變化規律，本項目完成了一種基於混合特徵的分類器設計方法，能夠基於預先訓練的參數在估計信噪比後選擇合適的特徵權重用於分類算法，該方法能夠實現對24個設備91.11%的識別正確率。此外，本項目還設計了一種基於獲取的臨近符號星座軌跡圖的卷積神經網路的分類方法。該方法能夠實現對24個設備99.49%的識別正確率。最後，本項目還完成了基於光通信系統物理層指紋特徵認證協定的設計。通過在現有系統中並聯加入本項目的基於物理層特徵的身份識別方法，再將認證結果傳輸至傳統的接入網關設備，能夠實現本項目研究方法在實際系統中的套用。
