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丹東UWB系列
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丹東UWB安全數(shù)據(jù)通訊STS-加密、身份認(rèn)證

  • 所屬分類:丹東UWB系列
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  • 發(fā)布日期:2023-09-19 14:09:28
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DW3000系列才能支持UWB安全數(shù)據(jù)通訊,DW1000不支持

IEEE 802.15.4a沒有數(shù)據(jù)通訊安全保護(hù)機(jī)制,IEEE 802.15.4z中指定的擴(kuò)展得到增強(qiáng)(在PHY/RF級(jí)別):增添了一個(gè)重要特性“擾頻時(shí)間戳序列(STS)”,該特性增添了加密、隨機(jī)數(shù)生成等。

STS缺省是關(guān)閉,只有打開和使用才能體現(xiàn)UWB安全通訊。STS的使用涉及AES的公鑰和私鑰的管理和使用。

UWB 是一種基于脈沖的系統(tǒng),使用一系列非常窄的 2 納秒脈沖。這些窄脈沖經(jīng)過編碼和傳播,將會(huì)占用 500 MHz 的帶寬。脈沖序列使用 IPATOV 和偽隨機(jī)安全 STS 編碼進(jìn)行編碼,分別重復(fù)多次。標(biāo)頭和 STS 后面是 MAC 標(biāo)頭和數(shù)據(jù)。此標(biāo)頭、STS、MAC 標(biāo)頭和數(shù)據(jù)序列構(gòu)成一幀。

UWB,STS,位置,定位

加擾時(shí)間戳序列(Scrambled Timestamp Sequence, STS):

增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的完整性(integrity),進(jìn)一步提高了UWB技術(shù)在應(yīng)用的安全性。

對(duì)于BPRF和HPRF模式,STS字段都是可選的。

STS引入之后,數(shù)據(jù)幀變更為4種模式,即SP0、SP1、SP2、SP3。

UWB,STS,位置,定位

STS使用偽隨機(jī)序列和加密技術(shù)來保護(hù)每幀中生成的時(shí)間戳數(shù)據(jù)的完整性。此生成過程依賴于高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) (AES) 安全協(xié)議。

AES 是一種用于保護(hù)信息的對(duì)稱分組密,STS 利用鏈接兩端的私鑰和公鑰來加密和交換初始 STS 密鑰。初始化完成后,在每次傳輸后都會(huì)使用一種復(fù)雜的算法來更改此 STS 代碼。

UWB,STS,位置,定位

STS 字段由一組偽隨機(jī)二進(jìn)制相移鍵控 (BPSK) 調(diào)制脈沖組成, BPSK 調(diào)制序列的偽隨機(jī)性由密碼安全的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器確保,由于序列的偽隨機(jī)性,沒有周期性,因此允許接收器產(chǎn)生可靠、高度準(zhǔn)確和無偽影的信道延遲估計(jì)。

UWB物理層

IEEE標(biāo)準(zhǔn)定義了一種非常靈活的UWB物理層,通過調(diào)整如同步前導(dǎo)長度、前導(dǎo)碼、數(shù)據(jù)速率等參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

Responder用SYNC同步收到的UWB信息,STS用于生成一個(gè)防篡改的時(shí)間戳。

PHY Header包含PSDU信息,PSDU由5部分組成,PPDU(PHY protocal data unit)物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元:

1.    SYNC:又稱前導(dǎo)碼區(qū)域,接收機(jī)為了檢測(cè)和同步UWB信號(hào),首先必須找到符合協(xié)議的前導(dǎo)碼;前導(dǎo)碼(由0/1組成的一種幀結(jié)構(gòu),通知目標(biāo)做好接受準(zhǔn)備);

2.    SFD:報(bào)文起始分隔符;

3.    STS:安全時(shí)間戳;

4.    PHY header(PHR)(SP3沒有),物理頭;

5.    PHY 服務(wù)數(shù)據(jù)單元(PSDU)(SP3沒有),物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元。

Responder用SYNC和SFD同步收到的UWB信息,STS則用于生成1個(gè)防止篡改的時(shí)間戳,PHR包含了關(guān)于PSDU的內(nèi)容,PSDU包含了有效信息,就是Initiator真正想傳輸?shù)臄?shù)據(jù)

802.15.4z 規(guī)范提供了多對(duì)多 UWB 架構(gòu),為安全的多點(diǎn)測(cè)距區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (RAN) 提供了基礎(chǔ)。UWB,STS,位置,定位


標(biāo)簽

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