非預知物理層密鑰的無線網路抗敵意干擾技術研究

《非預知物理層密鑰的無線網路抗敵意干擾技術研究》是依託廈門大學，由肖亮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非預知物理層密鑰的無線網路抗敵意干擾技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：肖亮
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

敵意干擾阻塞當前正常通信，可引發拒絕服務攻擊，嚴重威脅無線網路安全。它實施難度低，且無法通過認證和加密等高層安全機制解決。傳統抗敵意干擾方案基於擴頻技術，要求接收機預知物理層密鑰，因而可造成嚴重的安全隱患。隨著無線網路和物聯網的發展，以及干擾力強大的智慧型干擾機的出現，敵意干擾的影響範圍和危害日益擴大，因此有關無線抗敵意干擾研究刻不容緩。本研究內容包括：基於非協調擴頻技術，最佳化設計非預知物理層密鑰的點對點通信和廣播通信的抗干擾技術，進而提出通用的協作型無線網路抗敵意干擾技術方案；研究無線衰落和網路同步誤差等因素的影響，並提出對策；在USRP設備上實現該方案，搭建無線抗干擾實驗平台；採用理論分析、仿真和現場實測等方法，全面評估其抵禦各類干擾機的性能。課題將有助於增強無線區域網路和感測網等無線網路抵禦敵意干擾的性能，提高其安全性，特別對防恐、維穩和公安應急通信等安全敏感型業務意義重大。

結題摘要

本項目旨在研究非預知物理層密鑰的無線網路抗敵意干擾技術，用以抵禦無線網路各類敵意干擾，彌補現有抗敵意干擾技術的安全漏洞和不足，從而增強無線網路的安全性，並在確保其抗干擾性能的前提下，有效提高無線網路的通信效率。 本項目主要研究內容包括：基於非協調跳頻協作廣播技術，在通用軟體無線電平台上實現預先設定物理層密鑰的抗敵意干擾協作廣播方案，增強系統在認知無線網路中的抗敵意干擾性能。實驗結果表明，在給定測試環境中，相對於傳統的跳頻廣播系統，該方案使得廣播時延和總能耗節約67%和58%；針對合作認知無線電網路和異構認知無線電網路，分別提出相應的功率控制方案，提高抗干擾性能。實驗結果表明,當存在1個智慧型干擾機時，源節點和中繼節點均採用所提方案，接收機收到的信噪比提高48.6%；提出智慧型網路攻擊下的移動雲計算安全防禦方法，通過設計移動雲計算中終端用戶的安全數據卸載策略，有效抵禦包括敵意干擾攻擊在內的多種攻擊模式；提出基於強化學習的水下感測器網路的抗敵意干擾方案，設計傳送功率控制策略，提高通信信噪比和水下感測器網路的通信效率；採用博弈論對無線網路的敵意干擾等攻擊行為進行建模，研究抗敵意干擾的通信技術，可有效抑制干擾機的攻擊動機；針對智慧型干擾攻擊，在GNURadio/USRP平台上設計實現基於強化學習的無線抗敵意干擾通信系統，提高認知無線網路的信乾比和通信效率。 課題發表文章34篇，包括著作1項，期刊論文16篇，會議論文18篇，碩士畢業論文7篇（SCI收錄12篇，EI收錄30篇）；獲得6項軟體著作權，2項發明專利獲授權；畢業7名研究生；開展國際學術交流10人次。