26、基于无线电传播特性的密钥协商技术详解

基于无线电传播特性的密钥协商技术详解

1. 基于无线电传播特性的密钥协商原理

在无线通信中，安全密钥的协商至关重要。基于无线电传播特性的密钥协商方案，利用了多径衰落信道的特点来实现密钥的安全共享。

假设有两个无线电台A和B，它们之间的传播路径是多径衰落信道。当电台移动时，A和B接收到的信号会因多径衰落而产生波动。如果A到B和B到A的传输在同一时刻且使用相同的载波频率进行，由于无线电传输路径的互易性，两个接收站的衰落波动（即传播特性的变化）将是相同的。

在实际系统中，同时同频收发是不可能的，通常采用时分双工（TDD）。通过在每个电台根据传播特性信息生成数字序列，两个电台可以远程共享诸如密钥之类的公共信息。而位于不同位置的第三方（窃听者）接收到的衰落与A、B不同，因此无法获取与合法电台相同的传播特性，也就难以窃取密钥。

共享的密钥可作为加密的公共密钥，并且在需要时可以随时更新。在现有的对称密钥加密中，密钥在通信开始前预先分配，除非通过无线通信信道传输，否则无法更换。为了提高通信协议的安全性，定期更新密钥是必要的。

然而，无线通信通常不稳定且不可靠，容易受到传输路径中的噪声和其他失真的影响。因此，在实际无线通信环境中实现密钥协商时，采取针对衰落和噪声的对策以提高可靠性是必不可少的。

下面是基于无线电传播特性的密钥协商的流程：

graph LR
    A[电台A和B] --> B[TDD传输]
    B --> C[根据传播特性生成数字序列]
    C --> D[共享信息（密钥）]
    D --> E{是否有窃