马 威,洪 涛

(南京邮电大学通信与信息工程学院,江苏 南京 210003)

0 引 言

随着信息时代的到来通信行业得到迅猛发展,无线通信系统因其优良的适应性和扩展性而得到大规模应用,但是由于无线信道天然的开放性和广播性,使得信息传送过程中极易被窃听从而造成信息的泄露,因此无线通信的安全性一直是人们关注的重点。在当前的无线通信中,通信数据的加密多是建立在通信协议栈的上层,如链路层或者应用层,运用对称和非对称加密等一些以密码学为基础的加密技术对传输的信息进行加密/解密,这些算法通过增加计算复杂度来提高信息传送的安全性。但是随着近几年计算机性能的飞速发展(如量子计算机,云计算等技术),传统的安全技术面临越来越多的挑战。此外,在一些分布式网络如Ad-hoc网络中,由于中心节点的缺失和网络拓扑结构的变化,使得密钥分发与管理变得十分困难。在这种情况下急需新的技术来保证无线通信系统的安全性[1]。

近年来,无线通信物理层安全通信技术得到广泛研究,为上述问题找到了新的解决方案。无线物理层安全通信利用无线通信系统自身的特点来解决传输信息的安全性问题[2-4],作为上层安全措施的补充出现,无线物理层安全技术可以极大地增强整个系统的安全性能。物理层安全的研究最早出现在文献[5]中,后人在此基础上进行了大量的研究[6-7]。在文献[8]中对于主信道和窃听信道分别为独立对数正态衰落,相关对数正态衰落和独立复合衰落3种信道情况进行了研究并给出了3种情况下的信道平均保密容量。……