李兴志

（江南计算技术研究所，江苏 无锡 214000）

0 引言

随着无线网络技术的进步和智能终端的快速普及，无线网络得到十分广泛的应用。由于无线网络具有开放性和广播性特点，与传统的有线通信系统相比更容易受到潜在的攻击威胁［1］。无线网络对外部攻击者开放，攻击者可以伪装成合法用户，通过修改媒体存取控制（Media Access Control，MAC）地址或其他方式访问网络，无需物理连接就可十分便利地实施中间人攻击或拒绝服务攻击。传统的高级认证技术，如信息加密［2］、消息摘要［3］或消息认证码［4］等方案的安全性，都依赖于攻击者计算能力有限的假设［5］。随着现代算法和硬件的改进，计算机的计算能力飞速提升，这种基于计算复杂度的安全保护也日益受到威胁。

近年来，基于信号的发射设备和无线信道的物理特性检测无线网络中的攻击者从而进行物理层认证（Physical Layer Authentication，PLA）的技术受到关注［6］。常见的物理层认证方案通过提取信道特征对发送方的身份真实性进行认证［7］，并通过比较两个连续接收信号的信道特征相似度来验证消息是否来自合法发送者［8］。已有研究表明，使用信道冲激响应（Channel Impulse Response，CIR）［9］、信道频率响应（Channel Frequency Response，CFR）［10］、接收信号强 度（Received Signal Strength，RSS）［11］和信道状态信息（Channel State Information，CSI）［12］等不同的信道特征均可实现物理层认证，但仅使用信道特征并不能完全防止无线网络攻击，因为这种方法只能保证信道结构在通信过程中不发生变化，而无法保证信道在建立过程中的安全。这类物理层认证技术忽略了信号中包含的设备射频指纹，即在制造过程中引入电路容差和元器件容差等模拟电路组件的独特缺陷。……