基于CSI的对称加密端到端通信系统

摘要

针对密钥在传输过程中可能被窃取导致信息泄露的问题，提出一种基于信道状态信息(channel state information, CSI)的对称加密端到端通信系统。使用卷积神经网络构建发射机、接收机和密钥生成器，以端到端的方式优化编码、解码方案，同时利用无线信道的互易性、随机时变性和空间唯一性，由合法用户测量CSI并生成密钥，对原始信息进行加密。仿真结果表明：在瑞利信道、莱斯信道及频率选择性多径衰落信道下，所提系统的误码率在测试信噪比范围内均低于基于深度卷积生成对抗网络的对称加密系统等基准模型，在高信噪比情况下，误码率性能的提升幅度可达18 dB;此外，在暴力破解、密钥泄露等4种攻击场景中，窃听者的误码率接近0.5,几乎无法破译信息。所提系统省去了配送密钥的步骤，在降低误码率的同时提升了防窃听能力，为安全通信提供了一种新方法。

关键词

无线通信技术 / 端到端通信 / 物理层安全 / 自编码器 / 对称加密