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第 3期 王 磊等 无 线 网 络 物 理 层 安 全 技 术 研 究 现状 与 展 望 5 9 需要 通过 反馈 回路将估 计 出来 的信 道参 数传 送 到发送 端 , 也将 存 在反馈 延 迟 。另外 , 针 对协 同无线 网络 分布 式 的特 点 , 其 更存 在着 节点 间位置 相 近时 的信道 相关 性 和多节 点 间正 交化 设计 非理 想 时的相 互干 扰等 问题 。 因此 协 同 系统 中的信 道估 计误 差 、 量化 误差 、 反 馈延 时 、 相 关信 道 、 干 扰 等非 理 想 C S I因素 更 为突 出 , 导 致节 点 可能 不能 获得 准确 的 C S I , 研究 非理 想 C S I 下 的无 线 网络物 理 层 安 全性 能 并 衡 量相 应 的性 能损 失 是 下 一 步 的研 究方 向。 随着研 究场 景 更加 贴近 实 际 , 除 了信 道状 态信 息 的不确 定性 使得 已有 的物理层 安 全理论 受 到挑 战外 , 其 它 非理 想 条件 如非 高斯 信源 、 非 可信 中继 、 节点 间非理 想信 息 交互 , 以及 节 点位 置 未 知 时 的物 理 层安 全 信 息 理 论与 方法 研究 更 加值 得关 注[ 3 。 在 现 有非 理想 C S I 安 全性 能 分析 基 础 上 , 如何 建 立 中断 指标 下 的物 理 层 安 全性 能优 化模 型 , 设计 相应 的鲁 棒 信号 处理 或 中继/ 干扰 节点选 择 方案 以改 善物 理层 安全 性能 有待进 一 步 研究 ; 信 源 符号 的非 高斯 分 布使得 安 全互 信息 量 的度量 需要 修正 , 有 限字 符集 信源 假设 还将 带来 系统 安全 互 信 息量 特性 发 生改 变 ; 窃听 节点 位置 的不 确定 性使 得 已有 的物理 层 安全建 模 方法 力不 从心 , 需要 寻求 诸如 随 机 几何 等 理论 对节 点位 置 随机 场景进 行 建 模 ; 考 虑 到 中继 的不 可信 任 性 , 假 设 其 反 馈 的 前 后 两跳 链 路 信 道 C S I 也不 可信 , 仅 作为 部分 已知 , 此 时如 何设 计 中继协 同方 案并 进行 性 能分 析也值 得 探讨 。 综上 所述 , 受 无线 通信 信 息安全 传输 的需 求 现状 及技 术发 展新 趋势 的牵 引 , 物理 层安 全技 术研究 正 如火 如荼 。 伴 随着 协 同无 线 网络 的不 断发 展 与潜 在 应 用 , 相 应 的 协 同无 线 网 络 的物 理 层 安全 研 究 方 兴 未艾 。考 虑更 为实 际 的场景 , 一 些非 理 想条件 下 的物 理层 安全 研究 也愈来 愈 引起 业界 的广 泛关 注 。然 而 , 尽 管 近 年来 在物 理层 安全 这一 崭新 领域 的研究 已成 果颇 丰 , 非理 想条 件 下无 线 网络物 理 层 安全 信 息理 论 与 传输 方 案 研 究 尚在襁 褓之 中。 综合 国内外在 无 线物 理层 安全 领域 内的研究 现状 和 最新 发 展趋 势 , 作 为 提 高无 线 网络信 息 安 全性 的有 效补 充 , 通过 物理 层安 全技 术 结合 网络 上层 安全 协议 来解 决无 线移 动通 信 中 的安 全性 难题 , 已被认 为是 当前 网络 安全 技术 的潜 力 途径 。在前人 的研究基 础 上 , 我 们 期待 对 物 理 层安 全 理 论 与方 法 研 究 进行 更 深层 次 的 挖掘 , 从 而 为未来 移 动安 全通 信 网提供 科学 论证 。 参 考文 献 [ 1 ] Ma s s e y J . An i n t r o d u c t i o n t o c o n t e mp o r a r y c r y p t o l o g y [ J ] . P r o c e e d i n g s o f t h e I E E E , 1 9 8 8 , 7 6 ( 5 ) 5 3 3 5 4 9 . [ 2 3 B a s s i l y R, E k r e m E, X i a n g He , e t a 1 . C o o p e r a t i r e s e c u r i t y a t t h e p h y s i c a l l a y e r a s u mma r y o f r e c e n t a d v a n c e s [ J ] . I E E E S i g n a l P r o c e s s i n g Ma g a z i n e , 2 0 1 3, ( 3 O ) 5 1 6 2 8 . C 3 ] S h a n n o n C E . C o u mmu n i c a t i o n t h e o r y o f s e c r e c y s y s t e ms [ J ] . B e l l S y s t e m T e c h n i c a l J o u r n a l , 1 9 4 9 , 2 8 ( 4 ) 6 5 6 7 1 5 . [ 4 ] L i u R, Tr a p p e W. S e c u r i n g wi r e l e s s c o mmu n i c a t i o n s a t t h e p h y s i c a l l a y e r [ M] . MA, S A S p r i n g e r P u b l i s h i n g C o mp a n y I n c or po r a t e d, 2 00 9 1 - 1 6 4 . E 5 ] Wy n e r A D . Th e wi r et a p c h a n n e l [ J ] . T h e B e l l S y s t e m T e c h n i c a l J o u r n a l , 1 9 7 5 , 5 4 ( 8 ) 1 3 5 5 1 3 8 7 . [ 6 ] T h a n g a r  ̄ A, D i h i d a r S , C a l d e r b a n k A R, e t a 1 . Ap p l i c a t i o n s o f L DP C c o d e s t O t h e wi r e t a p c h a n n e l [ J ] . I E E E Tr a n s a c t i o n s o n I n f o r ma t i o n Th e o r y, 2 0 0 7 , 5 3 ( 8 ) 2 9 3 3 2 9 4 5 . [ 7 ] Ma h d a v i f a r H, Va r d y A. Ac h i e v i n g t h e s e c r e c y c a p a c i t y o f wi r e t a p c h a n n e l s u s i n g p o l a r c o d e s [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s o n I nf or ma t i o n Th e or y, 2 011, 5 7( 1 0) 6 42 8 6 44 3. [ 8 ] L i n g C, L u z z i L, B e l f i o r e J C, e t a 1 . S e ma n t i c a l l y s e c u r e l a t t i c e c o d e s f o r t h e G a u s s i a n w i r e t a p c h a n n e l [ J ] . C o mp u t i n g R e s e a r c h Re p o s i t o r y , 2 0 1 2, 2 8 ( 1 O ) 1 - 1 9 . [ 9 3 Ha r r i s o n W K, Al me i d a J , B l o c h M R, e t a 1 . C o d i n g f o r s e c r e c y a n o v e r v i e w o f e r r o r - c o n t r o l c o d i n g t e c h n i q u e s f o r p h y s i c a l - l a y e r s e c u r i t y [ J ] . I E E E S i g n a l P r o c e s s i n g Ma g a z i n e , 2 0 1 3 , 3 0 ( 5 ) 4 1 5 0 . [ 1 0 ] He B , Z h o u X, Ab h a y a p a l a T D . Wi r e l e s s p h y s i c a l l a y e r s e c u r i t y w i t h i mp e r f e c t c h a n n e l s t a t e i n f o r ma t i o n A s u r v e y [ J ] . ZTE C o m mu n i c a t i o n s , 2 0 1 3, 1 1 ( 3 ) 1 l 一 1 9 . [ 1 1 ] Go p a l a P K, L a i L, Ga ma l H E . On t h e s e c r e c y c a p a c i t y o f f a d i n g c h a n n e l s [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s o n I n f o r ma t i o n T h e o r y . 2 0 0 8 , 5 4 ( 1 0 ) 4 6 8 7 4 6 9 8 . [ 1 2 ]B a r r o s J , R o d r i g u e s M R D . S e c r e c y c a p a c i t y o f wi r e l e s s c h a n n e l s [ C ] / / 2 0 0 6 I E E E I n t e r n a t i o n a l S y mp o s i u m o n I n f o r ma t i o n Th e or y .Se a t t l e, U SA I EEE Pr e s s, 2 00 6 35 6 3 60 . [ 1 3 ]B l o c h M, B a r r o s J , R o d r i g u e s M R D, e t a 1 . Wi r e l e s s i n f o r ma t i o n - t h e o r e t i c s e c u r i t y [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s o n I n f o r ma t i o n 6 0 Th e o r y, 2 0 0 8, 5 4 ( 6 ) 2 5 1 5 2 5 3 4 . 军 事 通 信 技 术 2 0 1 5拄 [ 1 4 ] Ta n g X, Li u R, S p a s o j e v i c P, e t a 1 . On t h e t h r o u g h p u t o f s e c u r e h y b r i d ARQ p r o t o c o l s f o r Ga u s s i a n b l o c k - f a d i n g c h a n n e l s [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s o n I n f o r ma t i o n T h e o r y , 2 0 0 9 , 5 5 ( 4 ) 1 5 7 5 1 5 9 1 . Zh o u X, Mc Ka y M R, Ma h a m B, e t a 1 . Re t h i n k i n g t h e s e c r e c y o u t a g e f o r mu l a t i o n A s e c u r e t r a n s mi s s i o n d e s i g n P e r s D e c [ 1 5 ] t i r e [ J ] . I E E E C o mmu n i c a i t o n s L e t t e r , 2 0 1 1 , 1 5 ( 3 ) 3 0 2 3 0 4 . [ 1 6 ] He B, Z h o u X . S e c u r e o n - o f f t r a n s mi s s i o n d e s i g n wi t h c h a n n e l e s t i ma t i o n e r r o r s [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s o n I n f o r ma t i o n F o r e n s i c s S e c u r i t y , 2 0 1 3 , 8 ( I 2 ) I 9 2 3 1 9 3 6 . [ 1 7 ] Zh a n g X, Z h o u X, Mc Ka y M R. On t h e d e s i g n o f a r t i f i c i a l n o i s e - a i d e d s e c u r e mu l t i a n t e n n a t r a n s mi s s i o n i n s l o w f a d i n g c h a n n e l s [ J ] . I E E E Tr a n s a c t i o n s Ve h i c u l a r Te c h n o l o g y , 2 0 1 3 , 6 0 ( 1 1 ) 4 6 9 1 4 7 0 1 . [ 1 8 ] Ho n g Y W P, La n P C, Ku o C J . En h a n c i n g p h y s i c a l l a y e r s e c r e c y i n mu l t i - a n t e n n a wi r e l e s s s y s t e ms An o v e r v i e w o f s i g n a l p r o c e s s i n g a p p r o a c h e s [ J ] . I E E E S i g n a l P r o c e s s i n g Ma g a z i n e , 2 0 1 3 , 3 0 ( 5 ) 2 9 4 0 . [ 1 9 ] D o n g L, Ha n Z , P e t r o p u l u A P, e t a 1 . S e c u r e wi r e l e s s c o mmu n i c a t i o n s v i a c o o p e r a t i o n [ C ] } 2 0 0 8 4 6 t h An n u a l A l l e r t o n Co n f e r e n c e o n Co m mu n i c a t i o n Co n t r o l a n d Co mp u t i n g . Ur b a n a - C h a mp a i g n, US A I EEE P r e s s , 2 0 0 8 1 1 3 2 1 1 3 8 . [ 2 O ] D o n g L, Ha n Z , P e t r o p u l u A P , e t a 1 . I mp r o v i n g w i r e l e s s p h y s i c a l l a y e r s e c u r i t y v i a c o o p e r a t i n g r e l a y s [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s o n S i g n a l Pr o c e s s i n g, 2 0 1 0, 5 8 ( 3 ) 1 8 7 5 - 1 8 8 8 . [ 2 1 ] Ya n g Y, G e J . C o o p e r a t i v e s e c u r e b e a mf o r mi n g f o r AF r e l a y n e t w o r k s w i t h mu l t i p l e e a v e s d r o p p e r s [ J ] . I E E E S i g i n a l P r o c e s s i n g Le t t e r , 2 0 1 3 , 2 0 ( 1 ) 3 5 3 8 . [ 2 2 ] Wa n g H M, Y i n Q, Xi a X G . D i s t r i b u t e d b e a mf o r mi n g f o r p h y s i c a l - l a y e r s e c u r i t y o f t w o - wa y r e l a y n e t w o r k s [ J ] . I E E E Tr a n s a c t i o n s o n S i g n a l P r o c e s s i n g , 2 0 1 2, 6 0 ( 7 ) 3 5 3 2 3 5 4 5 . [ 2 3 ] G o e l S , Ne g i R . Gu a r a n t e e i n g s e c r e c y u s i n g a r t i f i c i a l n o i s e [ J ] . I E E E Tr a n s a c t i o n s o n Wi r e l e s s C o mmu n i c a t i o n s , 2 0 0 8 。 7 ( 6 ) 2 1 8 0 2 l 8 9 . [ z 4 ] Kh i s t i A, Wo r n e l I G W. S e c u r e t r a n s mi s s i o n w i t h mu l t i p l e a n t e n n a s I t h e MI S OME w i r e t a p c h a n n e l [ J ] . I E E E Tr a n s a c . t i o n s o n I n f o r ma t i o n Th e o r y, 2 0 1 0, 5 6 ( 7 ) 3 0 8 8 3 1 0 4 . Li a o W C, Ch a n g T H, Ma W K, e t a 1 . Qo S - b a s e d t r a n s mi t b e a mf o r mi n g i n t h e p r e s e n c e o f e a v e s d r o p p e r s a n o p t i mi z e d [ 2 5 ] a r t i f i c i a l n o i s e a i d e d a p p r o a c h [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s o n S i g n a l P r o c e s s i n g , 2 0 1 1 , 5 9 ( 3 ) 1 2 0 2 1 2 1 6 . [ 2 6 ] L a i L, G a ma l H E . C o o p e r a t i o n f o r S e c r e c y T h e r e l a y - e a v e s d r o p p e r c h a n n e l [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s o n I n f o r ma t i o n Th e o r y , 2 0 0 8 , 5 4 ( 9 ) 4 0 0 5 4 0 1 9 . [ 2 7 ] Z o u Y, Wa n g X, S h e n W, e t a 1 . S e c u r i t y v e r s u s r e l i a b i l i t y a n a l y s i s o f o p p o r t u n i s t i c r e l a y i n g [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s Ve h i c u l a r Te c h n o l o g y, 2 0 1 4, 6 3 ( 6 ) 2 6 5 3 2 6 6 1 . [ 2 8 ] Z o u Y, Wa n g X, S h e n W. Op t i ma l r e l a y s e l e c t i o n f o r p h y s i c a l l a y e r s e c u r i t y i n c o o p e r a t i v e wi r e l e s s n e t w o r k s [ J ] . I E E E J o u r n a l o n S e l e c t e d Ar e a s i n Co mmu n i c a t i o n s , 2 0 1 3, 3 1 ( 1 0 ) 2 0 9 9 2 1 1 1 . [ 2 9 ] Kr i k i d i s I , T h o mp s o n J S , Mc L a u g h l i n S . R e l a y s e l e c t i o n f o r s e c u r e c o o p e r a t i v e n e t wo r k s wi t h j a mmi n g [ J ] . I E E E T r a n s . a c t i o n s o n Wi r e l e s s Co m mu n i c a t i o n s , 2 0 0 9, 8 ( 1 0 ) 5 0 0 3 5 0 1 1 . [ 3 O ]C h e n J , Z h a n g R, S o n g L, e t a 1 . J o i n t r e l a y a n d j a mme r s e l e c t i o n f o r s e c u r e t w o - w a y r e l a y n e t w o r k s [ J ] . I E E E Tr a n s a c t i o n s on I nf o r ma t i on Fo r e ns i c s S e c ur i t y, 201 2, 7( 1 ) 31 0 32 0 . [ 3 1 ]N o s r a t i n i a A, Hu n t e r T E, He d a y a t A . C o o p e r a t i v e c o mmu n i c a t i o n i n w i r e l e s s n e t w o r k s [ J ] . I E E E C o mmu n i c a t i o n s Ma g a z i nc, 20 04, 4 2( 1 0) 7 4 80 . [ 3 2 ]B a s s i l y R, E k r e m E, He X, e t a 1 . C o o p e r a t i v e s e c u r i t y a t t h e p h y s i c a l l a y e r A s u mma r y o f r e c e n t a d v a n c e s [ J ] . I E E E S i g n a l Pr oc e s s i ng Ma ga z i n e, 2 01 3, 3 0( 5) 1 6 - 2 8 . [ 3 3 ]Z h u J , S e h o b e r R, B h a r g a v a V. S e c u r e t r a n s mi s s i o n i n mu l t i c e l l ma s s i v e MI M0 s y s t e ms [ J ] . I E E E T r a n s a c t i o n s o n wi r e 一 1 e S S C o mmu n i c a t i o n s , 2 0 1 4, 1 3 ( 9 ) 4 7 6 6 4 7 8 1 . [ 3 4 ]Z o u Y, C h a mp a g n e B, Z h u W, e t a 1 . Re l a y - s e l e c t i o n i mp r o v e s t h e s e c u r i t y - r e l i a b i l i t y t r a d e o f f i n c o g n i t i v e r a d i o s y s t e ms [ J ] . I E E E Tr a n s a c t i o n s o n C o mmu n i c a t i o n s , 2 0 1 5 , 6 3 ( 1 ) 2 1 5 - 2 2 8 . [ 3 5 3 Mu k h e r j e e A. P r i n c i p l e s o f p h y s i c a l l a y e r s e c u r i t y i n mu l t i u s e r w i r e l e s s n e t wo r k s a s u r v e y [ J ] . I E E E C o mmu n i c a t i o n s S u r v e y s Tu t o r i a l s , 2 0 1 4, 1 6 ( 3 ) 1 5 5 0 1 5 7 3 . [ 3 6 ]Y a n g N, Wa n g L , Ge r a c i G, e t a 1 . S a f e g u a r d i n g 5 G w i r e l e s s c o mmu n i c a t i o n n e t w o r k s u s i n g p h y s i c a l l a y e r s e c u r i t y [ J ] . I EEE Co mmu n i c a t i o n s Ma g a z i n e, 2 0 1 5, 5 3 ( 4 ) 2 0 2 7 . [ 3 7 ]T r a p p e W. Th e c h a l l e n g e s f a c i n g p h y s i c a l l a y e r s e c u r i t y [ J ] . I E E E C o mmu n i c a t i o n s Ma g a z i n e , 2 0 1 5 , 5 3 ( 6 ) 1 6 2 0 .
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