5、认知无线电中可信节点实现高效数据传输

认知无线电中可信节点实现高效数据传输

1. 引言

传统无线网络在频谱感知和空闲频谱利用方面效率较低，相比之下，认知无线电（CR）网络具有更强的适应性、多功能性和灵活性，能实现动态频谱接入。不过，CR 网络的安全性是一个显著问题，并非所有节点都能被接纳为网络成员，否则会降低网络的工作性能。

密码学是一种将有用数据转换为另一种格式，并在接收端恢复的方法。本文采用基于块密码的加密算法，如 Rijndael 高级加密标准（AES），用于加密网络管理器（NM）与 CR 以及组头（GH）与 CR 之间的信息传输。同时，基于混沌映射和脱氧核糖核酸（DNA）的混合加密方案可用于图像加密，具有并行性高、功耗低、信息存储量大等优点。

2. 提出的方法

该方案采用双认证过程，使 CR 成为节点成员并获得网络资源访问权限，具体如下：
- 第一级认证 ：NM 向 CR 提出问题，问题经加密后发送给 CR，CR 解密问题并加密回答后返回给 NM。NM 根据回答确认 CR 的授权。
- 第二级认证 ：若 CR 通过第一级认证，GH 会进一步询问 CR 问题，并将结果报告给 NM。若 GH 满意，NM 会将 CR 加入相应组。

认证过程中，问题和回答的加密和解密使用 Rijndael AES 算法。

2.1 Rijndael AES 加密

Rijndael 算法是一种对称的块密码加密技术，支持可变的块大小、密钥长度和轮数。它能支持 128、192 和 256 位的密钥长度，迭代轮数根据密钥长度而定。每一轮（除最后一轮）包含以下四个阶段：