蜂窝网络下的隐蔽D2D通信：系统级安全视角
密码学与安全
2023-02-06 v1 网络与互联网体系结构
信号处理
摘要
在本文中，我们旨在通过利用隐蔽通信来隐藏其存在，从而保护D2D衬底蜂窝网络中D2D通信免受警惕对手的攻击。具体来说，存在试图根据其接收信号功率来检测D2D通信的对手。为了避免被检测到，合法实体，即D2D衬底蜂窝网络，执行功率控制以隐藏D2D通信的存在。我们将对手与合法实体之间的对抗建模为一个两阶段的Stackelberg博弈。其中，对手是跟随者，目标是在下层最小化其检测错误；而合法实体是领导者，目标是在上层最大化其效用，同时受到D2D通信隐蔽性和蜂窝服务质量（QoS）的约束。与传统工作不同，我们对这种对抗的研究是从系统级视角进行的，考虑了大规模D2D衬底蜂窝网络受到大量空间分布对手威胁的场景，并通过随机几何对网络空间配置进行建模。我们从下层获得了对手的最优策略作为最佳响应，并通过分析和数值方法验证了其最优性。考虑到来自下层的最佳响应，我们设计了一个基于逐次凸近似（SCA）方法的双层算法来搜索合法实体的最优策略，该策略与来自下层的最佳响应共同构成Stackelberg均衡。数值结果展示了网络性能，并揭示了实际洞见：即通过增强D2D链路可靠性来提高合法效用并非正途，出于安全考虑，增加D2D传输功率反而会降低效用。
引用
@article{arxiv.2302.01745,
title = {Covert D2D Communication Underlaying Cellular Network: A System-Level Security Perspective},
author = {Shaohan Feng and Xiao Lu and Kun Zhu and Dusit Niyato and Ping Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01745},
year = {2023}
}