有限长度体制下射频卫星信道的物理层安全

安全通信在航天技术的发展中正变得日益重要。成熟的密码技术已经就位并预计将持续如此。另一方面，信息论安全作为一种后量子通用候选方案涌现，以补充整体安全强度。为证明此潜力，需要考量现实合法与窃听者系统假设以及非渐近编码长度的性能分析方法。本文提出在现实系统假设下设计安全射频（RF）卫星链路。我们的贡献有三方面。首先，我们提出有限长度体制下的窃听信道模型。该模型包含使用现有实用线性纠错码与哈希码的随机化窃听编码方法。保密性由隐私放大提供，并给出有限长度保密度量，其上界为语义保密性。其次，我们推导出一种新颖的 RF（广播）卫星窃听信道模型，该模型围绕合法信道参数化随机化退化信道，这是实现安全通信的必要条件。最后，我们展示了安全卫星物理层的设计及有限长度性能评估。在此过程中，我们将牺牲率定义为需分配给保密的可靠性总编码率预算的固定比例。我们的方法不使用窃听者的信道侧信息，仅假设最坏情况系统假设。我们利用卫星通信现行标准中的实用纠错码，以数值结果说明了所提设计方法。