InaudibleKey：基于通用不可听声学信号的移动设备密钥协商协议

随着日常生活中物联网（IoT）设备数量的不断增长，安全的设备到设备（D2D）通信变得日益重要。为实现安全的 D2D 通信，不同 IoT 设备间在无任何先验知识下的密钥协商正变得不可或缺。尽管文献中已提出多种方法，它们仍存在诸多局限，如密钥生成率低与配对距离短。本文提出 InaudibleKey，一种基于不可听声学信号的移动设备密钥生成协议。基于声学信道互易性，InaudibleKey 利用两个合法设备的声学信道频率响应作为生成密钥的共享秘密。InaudibleKey 采用若干新技术以显著提升其性能。我们开展了大量实验以在不同真实环境中评估所提系统。与最先进工作相比，InaudibleKey 将密钥生成率提升 3–145 倍，将配对距离扩展 3.2–44 倍，并将信息协调次数降低 2.5–16 倍。安全性分析表明 InaudibleKey 可抵御多种恶意攻击。我们还在现代智能手机与资源受限的 IoT 设备上实现了 InaudibleKey。结果表明其节能且可在性能强大与资源受限的 IoT 设备上运行而不会引发过度资源消耗。