窄带衰落信道中基于相位估计的协作密钥生成
密码学与安全
2011-09-08 v2 信息论
math.IT
摘要
通过利用多径衰落信道作为公共随机性来源，基于物理层（PHY）的密钥生成协议允许具有相关观测值的两个终端生成具有信息论安全性的密钥。然而，现有技术仍存在主要局限性，例如密钥生成率低、密钥比特熵较低以及高度依赖节点移动性。本文开发了一种新型协作密钥生成协议，以促进窄带衰落信道中的高速率密钥生成，其中两个密钥生成节点在 relay 节点（中继节点）的辅助下提取衰落信道的相位随机性。我们首次明确考虑了估计方法对从底层衰落信道提取密钥比特的影响，并聚焦于一种流行的统计方法——最大似然估计（MLE）。对该协作密钥生成方案的性能进行了广泛的理论评估。我们成功建立了基于相关随机源互信息的最大秘密密钥率理论上限，以及基于估计理论中 Cramer-Rao 界（CRB）的更实用的上限。此外，还给出了数值示例和仿真研究以展示该协作密钥生成系统的性能。结果表明，与现有方法相比，密钥率可提高几个数量级。
引用
@article{arxiv.1109.0766,
title = {Cooperative Secret Key Generation from Phase Estimation in Narrowband Fading Channels},
author = {Qian Wang and Kaihe Xu and Kui Ren},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.0766},
year = {2011}
}