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龙图腾网恭喜兴唐通信科技有限公司;中国信息通信研究院;中国联合网络通信有限公司浙江省分公司;北京邮电大学申请的专利一种利用5G NR物理层信息的IPv6终端身份认证方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116017451B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211652394.X，技术领域涉及：H04L61/503；该发明授权一种利用5G NR物理层信息的IPv6终端身份认证方法是由赵闪;季朗;王宇飞;艾璐;李颖;卜哲;靳文京;郑学欣;刘彦龙;黄晖;张煜;杨洋设计研发完成，并于2022-12-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种利用5G NR物理层信息的IPv6终端身份认证方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种利用5GNR物理层信息的IPv6终端身份认证方法，属于无线通信安全领域。首先构建存在窃听者的移动安全通信系统模型；然后合法通信双方通过互相发送探测信号，进而对通信信道进行信道估计，接着对信道估计矩阵进行解相关处理；合法通信双方分别针对经过解相关处理的信道估计矩阵的相位和幅度进行联合量化；合法通信双方通过基于BCH纠错码的隐私协调方式生成一致的密钥；合法通信双方分别对各自得到的一致的密钥进行哈希序列变换，得到最终的密钥；合法发送方根据生成的密钥与将要传输的信源信息一起经过哈希变换生成身份认证标签，并与信源信息一起发送；合法接收方根据收到的信源信息和生成的密钥经过哈希变换后生成的身份认证标签，将其与收到的身份认证标签进行对比，完成鉴权过程。本发明有效地抵抗了主动攻击，不存在与底层网络不兼容的问题，同时解决了密钥分发管理所带来的安全泄露风险，增强了系统的安全性。

本发明授权一种利用5G NR物理层信息的IPv6终端身份认证方法在权利要求书中公布了：1.一种利用5GNR物理层信息的IPv6终端身份认证方法，其具体实施步骤为：步骤一、构建一个存在窃听者的移动通信系统模型；系统模型包括一个窃听者E和两个具有NT根发射天线，NR根接收天线的合法通信双方A和B，通信系统为正交频分复用OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM系统，采用时分双工TimeDivisionDuplex，TDD模式；整个系统的工作流程如下：1A向B发送导频信号，B接收A发送的导频信号，并对其进行信道估计，得到信道估计结果，B向A发送导频信号，A接收B发送的导频信号，并对其进行信道估计，得到信道估计结果；2A和B分别对各自的信道估计结果进行空间、频率解相关处理，A和B分别对各自经过解相关处理后的信道估计结果的幅度和相位进行量化；3A针对己方量化后的结果进行Bose--Chaudhuri-HocquenghemBCH编码，将BCH编码后的纠错码发送给B，B针对己方量化后的结果进行BCH编码，使用收到的A方的纠错码对自己的编码进行纠错，A针对己方量化后的结果进行哈希变换，得到最终的密钥；B针对己方经过纠错后的结果进行哈希变化，得到最终的密钥；4A将要发送的消息与A持有的密钥经过哈希变换生成身份认证标签，A向B同时发送信源信息和身份认证标签，B根据收到的信源信息以及持有的密钥生成身份认证标签；5B将生成的身份认证标签和收到的身份认证标签进行比对，完成鉴权过程；步骤二、A和B互相发送探测信号，分别进行各自的信道估计；具体步骤如下：步骤201、A向B发送占用M个资源块ResourceBlock,RB的探测信号PA，其中探测信号为第三代合作伙伴计划3rdGenerationPartnershipProject，3GPP协议中配置类型1的解调参考信号DemodulationReferenceSignal,DMRS；步骤202、B在A传输的RB上接收对应的探测信号 其中，HA为探测信号PA传输时所经历的信道状态，其中K代表探测信号所占用的子载波数量；NA为零均值，方差为的高斯白噪声；步骤203、B针对接收到的探测信号进行最小二乘法LeastSquare,LS信道估计，具体估计方式为： 其中，为B收到的关于A发送探测信号时的信道估计，||·||2表示二范数的平方运算；步骤204、B向A发送占用M个RB的探测信号PB，其中探测信号为配置类型1的DMRS；步骤205、B在A传输的RB上接收对应的探测信号 其中，HB为探测信号PB传输时所经历的信道状态，其中K代表探测信号所占用的子载波数量；NB为零均值，方差为的高斯白噪声，且NB与NA是独立不相关的高斯白噪声；步骤206、A针对接收到的探测信号进行LS信道估计，具体估计方式为： 其中，为A收到的关于B发送探测信号时的信道估计；步骤三、合法通信双方分别对估计的信道矩阵进行解相关处理，以及分别针对经过解相关处理的信道估计矩阵的相位和幅度进行联合量化；步骤301、A和B针对各自的信道估计结果和求解各自各天线之间空间相关性，具体操作如下： 其中，hA,::k，hB,::k表示的第三维确定的情况下信道估计结果，分别表示hA,::k和hB,::k的共轭转置；步骤302、A和B针对Rs,A，Rs,B进行特征值分解EigenvalueDecomposition，EVD，具体操作如下： 步骤303、A和B分别利用步骤302中EVD得到的特征值向量，对信道估计结果进行空间解相关，具体操作如下： 其中，K个hA,::k，hB,::k按k的顺序组成H′A，H′B；步骤304、A和B分别对于步骤303进行空间解相关后的结果计算频率相关性，具体操作如下： 其中，h′A,ij:和h′B,ij:表示H′A和H′B的前两维确定的二维向量，和表示h′A,ij:和h′B,ij:的共轭转置；步骤305、A和B针对Rf,A，Rf,B进行特征值分解，具体操作如下： 步骤306、A和B分别利用步骤305中EVD得到的的特征值向量，对H′A，H′B进行频率解相关，具体操作如下： 其中，hA,ij:，hB,ij:按照i,j的顺序组成HA，HB；步骤307、根据步骤三步骤306得到的HA和HB去计算其每个子载波上的相位，具体操作如下： 其中，分别代表A和B估计到的信道相位；步骤308、对步骤307中得到的PhaA，PhaB进行01比特的量化，具体操作如下：如果PhaAk∈10,80，keyAk,:＝[00]；如果PhaAk∈110,170，keyAk,:＝[01]；如果PhaAk∈-80,-10，keyAk,:＝[10]；如果PhaAk∈-170,-110，keyAk,:＝[11]；如果PhaBk∈10,80，keyBk,:＝[00]；如果PhaBk∈110,170，keyBk,:＝[01]；如果PhaBk∈-80,-10，keyBk,:＝[10]；如果PhaBk∈-170,-110，keyBk,:＝[11]；将keyA，keyB按行顺序重新排列生成相位密钥信息keyPhaA，keyPhaB，其中keyPhaA，代表二进制域，m是符合相位区间范围的相位数量；步骤309、根据步骤三步骤306得到的HA和HB的实部进行二值量化操作，分别得到幅度密钥信息keyMagA和keyMagB，具体操作如下： 如果realHAa,并且realHAmean+α，keyMagA[i]＝1如果realHAa,并且realHAmean-α，keyMagA[i]＝0 如果realHBa,并且realHBmean+α，keyMagB[i]＝1如果realHBa,并且realHBmean-α，keyMagB[i]＝0其中，a＝1，旨在去除掉过小的值，增加随机性，α代表量化门限；步骤310、A和B分别将相位密钥信息和幅度密钥信息拼接在一起，生成初始密钥keyInitA和keyInitB；keyInitA＝[keyPhaA；keyMagA]keyInitB＝[keyPhaB；keyMagB]步骤四、合法通信双方通过基于BCH纠错码的隐私协调方式和隐私放大生成最终的密钥；步骤401、A使用BCH编码生成的纠错码，并将纠错码位发送给B；步骤402、B根据BCH编码生成的编码，并使用收到A发送的纠错码对进行纠错，假定在发送纠错码的过程中，纠错码不会出错；步骤403、重复步骤401和402，直至双方密钥一致，A和B得到一致的密钥K；步骤404、A和B分别对各自得到的一致的密钥进行哈希序列变换，得到最终的密钥Kfin；步骤五、合法发送方A生成并发送身份认证标签，合法接收方B生成身份认证标签；步骤501、A根据需要发送的信源信息xA和密钥Kfin经过哈希变换生成发送的身份认证标签tagA；tagA＝HashxA,Kfin其中，Hash·为哈希变换；步骤502、A发送经过BCH编码的身份认证标签与信源信息组成的消息msg；msg＝BchencxA,tagA其中，Bchenc·为BCH编码；步骤503、B对收到的进行BCH译码； 其中，Bchdec·为BCH译码，为B估计的信源信息，为B估计的A的身份认证标签；步骤504、B根据收到的和密钥Kfin生成身份标签tagB； 步骤六、接收方根据收到的身份认证的标签以及己方生成的身份认证标签进行逐位比对，计算成功认证率与虚警概率；步骤七、合法通信方之间使用固定密钥通过步骤五至步骤六生成标签，将步骤五和步骤六中使用的基于物理层信息生成的密钥，替换为双方固有的密钥，计算成功认证率与虚警概率；步骤八、第三方用户E存在时，其通过尝试伪造身份认证标签的方式接入合法接收方B；步骤801、E使用随机猜测的密钥key生成身份认证标签tagE；步骤802、E对于B持有的密钥有着一定的背景知识，E根据已有的密钥的背景知识生成密钥key1，使用key1生成tagE1；步骤803、B对于收到的身份认证标签与自己生成的身份认证标签进行逐位比对，计算E的成功认证率。

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