【摘 要】
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无线网络的广播性和便携式计算机计算性能的高速发展降低了破解对称密钥加密体系的难度。为解决这一问题研究人员提出利用无线衰落信道的随机性和互易性在合法用户之间生成对称密钥的物理层密钥生成方案。目前的研究主要集中在被动攻击下的物理层密钥生成方案设计和安全性分析，对于主动攻击下的物理层密钥生成方案研究不足。本文中我们讨论了多种主动攻击方案和应对方法，主要工作如下： (1)回顾了物理层密钥生成方法的发展历
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无线网络的广播性和便携式计算机计算性能的高速发展降低了破解对称密钥加密体系的难度。为解决这一问题研究人员提出利用无线衰落信道的随机性和互易性在合法用户之间生成对称密钥的物理层密钥生成方案。目前的研究主要集中在被动攻击下的物理层密钥生成方案设计和安全性分析，对于主动攻击下的物理层密钥生成方案研究不足。本文中我们讨论了多种主动攻击方案和应对方法，主要工作如下：
(1)回顾了物理层密钥生成方法的发展历程，分析了主动攻击对传统物理层密钥生成方法的影响。传统物理层密钥生成方法在受到干扰攻击的情况下密钥一致率低，受到信道控制攻击和信号注入攻击的情况下部分密钥可能被破解。
(2)针对干扰攻击，本文通过提出时域拓展信号进行信道探测，利用时域拓展信号和干扰信号不相关的特性，在接收端通过计算发送序列和接收序列的互相关系数提取信道特征。推导了生成密钥双方所提取的信道特征序列的相关系数，证明了新的密钥生成方法能大幅度提升信道探测值序列的相似性，给出了最优时域拓展信号的长度和多普勒频移之间的关系。仿真结果表明，即使在高强度干扰攻击下，新方法仍能保证良好的密钥一致率。
(3)针对信号注入攻击和信道控制攻击带来的信道特征测量值污染问题，我们提出随机化信道探测信号系数的方法，在接收方生成组合信道探测序列。针对幅度非负的问题，提出利用相位信息判断正负的方法，进而满足随机信道探测系数均值为0的要求。分析了新方法在信号注入攻击和信道控制攻击下的安全性。仿真结果表明新方法能够有效防止所生成的密钥被破解。
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