CN111314915B - 一种适用于无线通信***的高清鉴权方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于无线通信***的高清鉴权方法,定义了一个引导码、一个鉴权码和一个鉴权矩阵。通过引导码、鉴权码和鉴权矩阵的建立,引入WFRFT技术构建三者的相互关联。进而在通信前,收发方都生成相同且唯一的鉴权矩阵。然后,发送方结合引导码、鉴权码和鉴权矩阵,根据用户需求,将鉴权密文进行相应处理并生成鉴权信号。接收方结合鉴权矩阵,进行鉴权信号解析,从而得到鉴权密文,具有高分辨能力、高清识别的鉴权能力,适用于无线通信***安全通信领域。
Description
技术领域
本发明属于无线通信***的安全通信技术领域,尤其是一种适用于无线通信***的高清鉴权方法,用于验证用户是否拥有访问***权利的一种鉴权方法。
背景技术
在无线通信***的通信过程中,安全通信问题一直都是重中之重,尤其是在特殊应用中(例如对安全性要求较高的通信)。虽然随着扩频通信等技术的发展,增强了传输的三抗能力,但是考虑开放的信号传输方式也导致潜在的被截获、识别、破译和干扰的危险,因而通信需要具有较高的保密性,通过对传输的信息进行加密和隐藏等处理,确保通信过程的安全。进一步,随着身份识别、鉴权技术等的发展,也为无线通信***的安全通信提供了拓展空间。因此,高分辨能力和高清识别的鉴权方法研究成为关键。
发明内容
本发明提出一种适用于无线通信***的高清鉴权方法,通过引导码、鉴权码和鉴权矩阵的建立,引入WFRFT(加权分数傅里叶变换)技术构建三者的相互关联。进而在通信前,收发方都生成相同且唯一的鉴权矩阵。然后,发送方结合引导码、鉴权码和鉴权矩阵,根据用户需求,将鉴权密文进行相应处理并生成鉴权信号。接收方结合鉴权矩阵,进行鉴权信号解析,从而得到鉴权密文。
采用的技术方案是:
一种适用于无线通信***的高清鉴权方法中,定义了一个引导码、一个鉴权码和一个鉴权矩阵。引导码是三位的二进制码,共有8组方案。
鉴权码是253位的二进制序列,具有不可预知的混沌特性。鉴权码是利用鉴权函数所生成。每次通信前,收发双方都会遍历引导码的所有集合,生成8组鉴权码库,每组都对应相应的控制参数,依据此8组控制参数,鉴权函数则可生成8组新的鉴权码。由于收发双方的控制参数相同且同步,因此每次通信前,通信双方都会得到同样的8组新的鉴权码。
鉴权矩阵H是由引导码与鉴权码共同构建成,H为8行256列的矩阵。每一行的前3位为固定位,且对应一组引导码,而后253位为鉴权码,由于每次通信前,鉴权码是重新生成,因此每次通信前收发双方也都生成一个更新的鉴权矩阵H。而且鉴权矩阵H是唯一的,鉴权矩阵H生成后,一个鉴权码则与一个引导码形成一一对应的关联。
通过引导码、鉴权码和鉴权矩阵的建立,引入WFRFT技术构建三者的相互关联。进而在通信前,收发方都生成相同且唯一的鉴权矩阵。然后,发送方结合引导码、鉴权码和鉴权矩阵,根据用户需求,将鉴权密文进行相应处理并生成鉴权信号。接收方结合鉴权矩阵,进行鉴权信号解析,从而得到鉴权密文。
其优点在于:
本方法目的是为解决无线通信***中验证用户是否拥有访问***权利的识别问题。通过引导码、鉴权码和鉴权矩阵的建立,引入WFRFT技术构建三者的相互关联。进而在通信过程中能够将鉴权密文形成安全的鉴权信号,而且接收方则能够准确地解析鉴权信号,并得到鉴权密文。相比于现有技术中分辨不清、识别不清,本方法具有高分辨能力、高清识别的鉴权能力,适用于无线通信***安全通信领域。
附图说明
图1是本发明一种适用于无线通信***的高清鉴权方法原理图。
图2是图1的上部分局部放大图。
图3是图1的下部分局部放大图。
具体实施方式
首先定义一个引导码Y(n)、一个鉴权码d(m)、一个鉴权矩阵H。
引导码Y(n)是三位的二进制码,引导码Y的1~3位具体描述如表1。其中,由于鉴权码需要WFRFT处理,而WFRFT处理中调制阶数在1.96~1.99及3.96~3.99区间的抗扫描能力最强,为此,偏移量y0的数值计算为0.96~0.99区间,从而为生成强抗扫描能力的鉴权序列提供基础。
表1引导码Y(n)的描述
鉴权码d(m)是253位的二进制序列,具有不可预知的混沌特性。鉴权码是利用鉴权函数所生成,其鉴权函数则是由混沌***及二值处理模型构成,鉴权函数的控制参数包含混沌***类型和分形参数以及初值参数等。每次通信前,收发双方都会遍历引导码的所有集合,生成8组鉴权码库,每组鉴权码都对应相应的控制参数,依据此8组控制参数,鉴权函数则可生成8组新的鉴权码。由于收发双方的控制参数相同且同步,因此每次通信前,通信双方都会得到同样的8组新的鉴权码。
鉴权矩阵H是由引导码与鉴权码共同构建成,H为8行256列的矩阵。每一行的前3位为固定位,且对应一组引导码,而后253位为鉴权码,由于每次通信前,鉴权码是重新生成的,因此,每次通信前收发双方也都生成一个更新的鉴权矩阵H。而且鉴权矩阵H是唯一的,鉴权矩阵H生成后,一个鉴权码则与一个引导码形成一一对应的关联。
发送方技术原理为:
Step1:依据通信双方约定参数,生成鉴权矩阵H。
Step2:发送方设定鉴权周期t,t为变量,表明通信双方需要鉴权的周期次数,其数值由用户根据级别自设定,t越大则用户级别越高。
Step3:利用鉴权周期t,发送方配置t组引导码及每组的顺序,Yi(n)表示第i组引导码。每一组引导码为3位,则t组引导码共3t位。配置后的引导序列SY为:
SY={Y1(n)Y2(n)ΛYt(n)} (1)。
Step4:依据引导码的组数顺序,并利用每一组的引导码得到相应的[y]i和[y0]i,从而可以计算每组调制阶数αi:
αi=[y]i+[y0]i (2)。
其中,i∈[1 t],[y]i为第i组的引导码的基值,[y0]i为第i组的引导码的偏移量。
Step5:利用t组引导码,从鉴权矩阵中匹配相应的t组鉴权码,di(m)为第i组匹配的鉴权码。
Step6:进而利用每组调制阶数αi,将t组对应的鉴权码分别进行αi阶WFRFT处理,第i组αi阶WFRFT处理如式(3)所示。其中为αi阶WFRFT处理函数,四种态函数di(m),Di(m),di(-m),Di(-m)分别为di(m)的0、1、2、3次傅立叶变换结果。ωl(αi)为加权系数,其定义如式(4)所示。
Step7:服从引导码的顺序,将t组WFRFT处理后信号Ri(m)进行拼接,得到鉴权序列SR:
SR={R1(m)R2(m)---Rt(m)} (5)。
Step8:最后,将引导序列SY和鉴权序列SR拼接形成鉴权信号S,进而将鉴权信号S发送。
S={SYSR}={Y1(n)Y2(n)…Yt(n)R1(m)R2(m)…Rt(m)} (6)。
接收方技术原理为:
Step1:依据通信双方约定参数,生成鉴权矩阵H。
Step2:接收方接收鉴权信号S,将非WFRFT部分分割为S'Y,将WFRFT特性部分分割为S'R。同时,接收方设定计数器T,并清零。
Step3:利用S'Y进行分组解析,每3位一组,得到t组解析引导码Y'i(n)。
Step4:利用t组引导码得到相应的[y]i和[y0]i,从而可以计算每组调制阶数αi,计算规则如公式(2)所示。
Step5:利用S'R进行分组,每253位一组,得到t组WFRFT信号R'i(m)。
Step6:利用每组调制阶数αi,将t组信号分别进行αi阶WFRFT逆处理,第i组αi阶WFRFT处理如式(7)所示,进而得到每组解析鉴权码d'i(m)。
Step7:利用解析的每组引导码Y'i(n)与对应组的解析鉴权码d'i(m),拼接为最终鉴权密文Ui:
Ui={Y'i(n)d'i(m)} (8)。
Step8:对t组中每一组最终鉴权密文Ui与鉴权矩阵H的每一行进行匹配,如果Ui能与H的某一行匹配成功,则计数器T加1。如果计数器T≥3,即t组Ui中有3组以上都能够匹配成功,则鉴权判决成功,否则鉴权判决失败。
Claims (1)
1.一种适用于无线通信***的高清鉴权方法,其特征在于包括下列步骤:
首先定义一个引导码Y(n)、一个鉴权码d(m)和一个鉴权矩阵H;
引导码Y(n)是三位的二进制码,引导码Y的1~3位具体描述如表1;其中,由于鉴权码需要WFRFT处理,而WFRFT处理中调制阶数在1.96~1.99及3.96~3.99区间的抗扫描能力最强,为此,偏移量y0的数值计算为0.96~0.99区间;
表1引导码Y(n)的描述
鉴权码d(m)是253位的二进制序列;鉴权码是利用鉴权函数所生成,其鉴权函数则是由混沌***及二值处理模型构成,鉴权函数的控制参数包含混沌***类型和分形参数以及初值参数;每次通信前,收发双方都会遍历引导码的所有集合,生成8组鉴权码库,每组鉴权码都对应相应的控制参数,依据此8组控制参数,鉴权函数则可生成8组新的鉴权码;由于收发双方的控制参数相同且同步,因此每次通信前,通信双方都会得到同样的8组新的鉴权码;
鉴权矩阵H是由引导码与鉴权码共同构建成,H为8行256列的矩阵;每一行的前3位为固定位,且对应一组引导码,而后253位为鉴权码,由于每次通信前,鉴权码是重新生成,因此每次通信前收发双方也都生成一个更新的鉴权矩阵H;而且鉴权矩阵H是唯一的,鉴权矩阵H生成后,一个鉴权码则与一个引导码形成一一对应的关联;
收发双方中的发送方和接收方具体工作原理如下:
发送方技术原理为:
Step1:依据通信双方约定参数,生成鉴权矩阵H;
Step2:发送方设定鉴权周期t,t为变量,表明通信双方需要鉴权的周期次数,其数值由用户根据级别自设定;
Step3:利用鉴权周期t,发送方配置t组引导码及每组的顺序,Yi(n)表示第i组引导码;每一组引导码为3位,则t组引导码共3t位;配置后的引导序列SY为:
SY={Y1(n)Y2(n)…Yt(n)} [1];
Step4:依据引导码的组数顺序,并利用每一组的引导码得到相应的[y]i和[y0]i,从而可以计算每组调制阶数αi:
αi=[y]i+[y0]i [2];
其中,i∈[1 t],[y]i为第i组的引导码的基值,[y0]i为第i组的引导码的偏移量;
Step5:利用t组引导码,从鉴权矩阵中匹配相应的t组鉴权码,di(m)为第i组匹配的鉴权码;
Step6:进而利用每组调制阶数αi,将t组对应的鉴权码分别进行αi阶WFRFT处理,第i组αi阶WFRFT处理如式[3]所示;其中为αi阶WFRFT处理函数,四种态函数di(m),Di(m),di(-m),Di(-m)分别为di(m)的0、1、2、3次傅立叶变换结果;ωl(αi)为加权系数,其定义如式[4]所示;
Step7:服从引导码的顺序,将t组WFRFT处理后信号Ri(m)进行拼接,得到鉴权序列SR:
SR={R1(m)R2(m)…Rt(m)} [5];
Step8:最后,将引导序列SY和鉴权序列SR拼接形成鉴权信号S,进而将鉴权信号S发送;
S={SYSR}={Y1(n)Y2(n)…Yt(n)R1(m)R2(m)…Rt(m)} [6];
接收方技术原理为:
Step1:依据通信双方约定参数,生成鉴权矩阵H;
Step2:接收方接收鉴权信号S,将非WFRFT部分分割为S'Y,将WFRFT特性部分分割为S'R;同时,接收方设定计数器T,并清零;
Step3:利用S'Y进行分组解析,每3位一组,得到t组解析引导码Yi'(n);
Step4:利用t组引导码得到相应的[y]i和[y0]i,从而可以计算每组调制阶数αi,计算规则如公式[2]所示;
Step5:利用S'R进行分组,每253位一组,得到t组WFRFT信号Ri'(m);
Step6:利用每组调制阶数αi,将t组信号分别进行αi阶WFRFT逆处理,第i组αi阶WFRFT处理如式[7]所示,进而得到每组解析鉴权码di'(m);
Step7:利用解析的每组引导码Yi'(n)与对应组的解析鉴权码di'(m),拼接为最终鉴权密文Ui:
Ui={Yi'(n)di'(m)}[8];
Step8:对t组中每一组最终鉴权密文Ui与鉴权矩阵H的每一行进行匹配,如果Ui能与H的某一行匹配成功,则计数器T加1;如果计数器T≥3,即t组Ui中有3组以上都能够匹配成功,则鉴权判决成功,否则鉴权判决失败。
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