电子信息技术

本发明公开了一种增强型安全编码及传输方法及系统；该方法包括：期望发射机和干扰发射机共享信道状态信息和数据信息；所述期望发射机将星座图划分为禁止编码区域和许可编码区域；然后根据信道状态信息和干扰数据计算安全使能数据，并进行第一安全编码得到第一安全编码数据；若第一安全编码数据位于许可编码区域，则期望发射机发送携带第一安全编码数据的第一安全信号给其期望接收机；若第一安全编码数据位于禁止编码区域，则期望发射机计算逃逸数据并进行第二安全编码，以及计算恢复数据，然后发送携带第二安全编码数据的第二安全信号和携带恢复数据的恢复信号给期望接收机；期望接收机对接收到的混合信号进行匹配滤波，恢复出原始期望数据。

无线通信以开放空间作为传输媒介，其广播特性使合法用户的通信面临来自其信号覆盖范围内的攻击者的窃听、篡改等威胁，即合法通信的保密性和完整性可能遭到破坏。随着无线网络接入点数量和设备连接密度的急剧增加，恶意攻击、窃听和滥用无线设备的威胁日益严峻。在无线信号的覆盖范围内，窃听者可以对信号进行接收和处理，从而获取信号所包含的数据、破坏通信的保密性。针对上述威胁，现有的物理层安全技术手段包括安全的调制方法、基于无线信道指纹的加密方法、人工噪声、协作干扰等。

目前，业内常用的现有技术有：现有技术一多用户MIMO网络中信道状态信息的脆弱性与防护：基于无线信道指纹的加密方法，该方法根据无线信道的随机性和互易性来生成和管理密钥，合法发射机和接收机基于无线通信链路生成加密密钥和解密密钥，不需要中心控制节点执行密钥的分发，可以使合法通信对动态地生成密钥、并用于对其传输的数据进行加密和解密。现有技术二基于分而治之的协作干扰，解决多个抵近窃听者：协作干扰通过引入一个干扰机对无线环境中的窃听者进行干扰，该协作干扰位于合法通信的零空间内，因此不会影响合法通信信号的接收质量。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的基于协作干扰的物理层安全方法需要额外的功率开销用于产生协作干扰信号，而这些功率原本可用于用户数据信息的传输。更进一步，现有的基于协作干扰的物理层安全方法没有将环境中普遍存在的干扰，即来自其它合法通信对的信号的影响作为实现物理层通信安全的积极因素，而是关注于采用干扰管理方法对这些干扰进行抑制和消除。

本发明的优点及积极效果为：针对传统的物理层安全传输方法，本发明充分利用无线信道和环境干扰的随机性实现安全的数据传输，在期望发射机处利用环境干扰对待发送的期望数据进行第一安全编码，构造出第一安全信号，并在第一安全信号失去保密性的情况下，对第一安全编码的结果进行第二安全编码，从而得到具有保密性的第二安全信号，同时构造与第二安全信号对应的恢复信号，用以帮助期望接收机进行数据恢复；第一安全信号或第二安全信号和恢复信号与环境干扰相互作用，使得期望接收机对其接收到的混合信号进行匹配滤波后，能够消除环境干扰的影响并准确恢复出期望数据信息；同时，期望发射机发送的第一安全信号或第二安全信号所包含的数据与原始期望数据不相同，能够有效阻止窃听者通过截获期望用户的信号以获取期望数据信息，从而保证数据传输的保密性。