认知无线网络中的轻量级物理层辅助认证

摘要

由于无线信道的开放性和无线传输的广播特性,认知无线网络很容易遭受消息篡改、伪造、窃听以及拒绝服务等攻击.为了抵抗这些攻击,研究人员提出了许多物理层认证技术.相比于传统的密码学认证机制,物理层认证技术更快速、更高效.因此非常适用于对认知无线网络中资源受限的终端进行连续、实时的认证.但现有的物理层认证技术无法实现初始认证,而且在认证过程中丢包事件时常发生,导致认证时延较长,认证效率较低.本文将传统密码学认证技术与物理层认证技术相结合,提出一种轻量级的跨层认证方案.该方案只在初次认证采用密码学技术,其余认证采用快速高效的物理层认证技术,提高了认证效率.本文方案采用改进的归一化统计量,使得门限的计算变得更为简单,有效地降低了计算复杂度,减少了用户的认证等待时延.此外,本文采用了基于哈希链的认证方法,保证了在丢包情况下仍能实现连续的认证.性能分析表明,与现有的方案相比,本文的方案在提高认证效率方面具有较大的优势.