面向低功耗广域网络密钥生成的自适应量化
信号处理
2023-10-13 v1
摘要
基于互易且随机的无线信道的物理层密钥生成一直是保护资源受限的低功耗广域网络（LPWANs）的一种有吸引力的解决方案。在将信道测量值（即接收信号强度指示（RSSI））量化为密钥比特时，现有工作主要采用固定的量化电平和保护带参数，无法从 RSSI 测量中充分提取密钥。在本文中，我们提出了一种用于 LPWAN 中密钥生成的新型自适应量化方案，并以 LoRa 为例进行研究。所提出的自适应量化方案能够根据由 Lempel-Ziv 复杂度（LZ76）估计的 RSSI 测量随机性动态调整量化参数，同时确保预定义的密钥不一致率（KDR）。具体而言，我们的方案使用预训练的线性回归模型来确定每段 RSSI 测量的适当量化电平和保护带参数。此外，我们在实时密钥生成操作的信息协调过程中提出了一种保护带参数校准方案。使用 LoRa 设备的实验评估表明，所提出的自适应量化方案优于基准差分量化和固定量化，分别实现了高达 2.35× 和 1.51× 的密钥生成率（KGR）增益。
引用
@article{arxiv.2310.07853,
title = {Adaptive Quantization for Key Generation in Low-Power Wide-Area Networks},
author = {Chen Chen and Junqing Zhang and Yingying Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07853},
year = {2023}
}
备注
This paper has been submitted to IEEE Transactions for possible publications