基于差异阈值循环分组的密钥生成算法

来源：计算机应用杂志2024年第7期北京时间：

作者：李贵勇, 何斌, 方磊

单位：重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065

摘要：针对无线通信中通信双方提取的信道特征存在明显差异，导致双方的密钥生成速率和一致率较低的问题，提出差异阈值循环分组的密钥生成算法（TGKG）。首先，对信道状态信息（CSI）进行差异阈值分组，使任意组内元素间的间隔均大于该值，提高组内数据的差异，减小量化误差以降低密钥不一致率；循环分组只需一方进行，防止因数据误差导致的分组不一致。同时，提取信道系数的实部和虚部量化，增加量化比特数目，提高了密钥生成速率。通过概率论及信息论公式证明了所提算法在密钥不一致率、密钥可达速率和安全性3方面的优势。实验结果表明，所提算法在5 dB信噪比（SNR）条件下，通信双方的密钥不一致率约为2%，密钥生成速率约为142%。

关键词：物理层安全,密钥生成,差异阈值循环分组,密钥不一致率,密钥生成速率

基金资助：重庆市自然科学基金资助项目(cstc2021jcyj-msxmX0454)