59、5G及未来的物理层安全设计

5G及未来的物理层安全设计

1. 干扰与中继技术

在通信安全领域，干扰与中继技术是保障信息传输安全的重要手段。存在可信中继和不可信中继两种情况。
-可信中继协作干扰：如图所示，通过可信中继对窃听者进行协作干扰，利用人工噪声（AN）来增强系统的安全性和可靠性。
-不可信中继时的目的端辅助干扰：当存在不可信中继但又要提升方案可靠性时，目的端可以对中继进行干扰，在提高可靠性的同时，防止中继提取信号中的信息。

然而，在研究人工噪声（AN）相关技术时，往往主要关注提升保密容量，而忽略了一些实际应用中的约束条件。例如，加性高斯白噪声导致的峰均功率比（PAPR）增加会引发一系列问题，包括带外和带内干扰、功率效率低下、互调产物生成以及覆盖范围减小等。因此，在设计干扰信号时，必须充分考虑这些实际约束，确保所提出的策略在现实场景中可行。

2. 从无线信道提取秘密序列

2.1 概念、优缺点

• 概念：该安全方法是让发射端和接收端从合法的信道链路中生成秘密密钥（随机序列向量或矩阵）。合法通信方可以利用信道冲激响应（CIR）的相位和幅度、接收信号强度指示（RSSI）等反馈信息来生成密钥。其背后的基本假设包括：
  1. 信道去相关：在丰富散射环境中，合法节点和非法节点相距至少半个波长时，它们经历的信道响应相互独立。
  2. 信道互易性：链路两端的相似信道可用于在两端生成相似的密钥。 </