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1. 非完美信道估计条件下多比特量化无线密钥生成性能分析

丁宁, 管新荣, 杨炜伟, 李彤凯, 王建设

计算机应用 2020, 40 (1): 143-147. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019061004

摘要（348）

PDF （769KB）（261）

针对无线密钥生成过程中的信道估计误差导致信道测量参数互易性差，严重影响通信双方生成密钥一致性的问题，提出了非完美信道估计条件下多比特量化无线密钥生成方案。首先，建立信道估计误差模型，研究非完美信道估计对无线密钥生成的影响，然后设计添加保护带的多比特密钥量化器，通过优化量化参数改善无线密钥性能。推导得到了密钥不一致率（KDR）和有效密钥速率（EKGR）的闭式表达结果，并揭示了导频信号功率、量化阶数和保护带与以上两个密钥性能指标的关系。仿真结果表明：增大发送导频功率可以有效降低密钥不一致率，提高量化阶数可以提升密钥生成速率但KDR也随之升高，增大量化阶数同时选择合适的保护带大小可以有效降低KDR。

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2. 基于通用软件无线电外设的OFDM信道物理密钥量化分析

丁宁, 管新荣, 杨炜伟

计算机应用 2019, 39 (6): 1780-1785. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018102120

摘要（408）

PDF （990KB）（183）

为了对比分析实测数据下单门限量化算法与双门限量化算法的性能差异，并通过优化量化参数改善物理密钥性能，采用通用软件无线电外设（USRP）搭建了正交频分复用（OFDM）系统，通过信道估计提取信道幅度特征作为密钥源（实测数据），从密钥一致性、密钥随机性和密钥剩余长度三个方面分析了两种量化算法的性能。基于实测数据得到了单门限量化和双门限量化下密钥一致性、密钥随机性和密钥剩余长度仿真结果。仿真结果表明：在单门限量化算法中，在给定密钥随机性约束下存在最优量化门限使得密钥不一致率最低；在双门限量化算法中，存在最优量化因子使得有效密钥长度最大化；结合Cascade密钥协商算法进行协商时，不同量化算法的密钥一致性与密钥生成速率存在折中关系。

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