用于OFDM信道训练认证的独立性检验编码：协议设计、安全性、稳定性与权衡分析
信号处理
2019-01-24 v1 密码学与安全
摘要
在无线OFDM通信系统中，导频音由于其公开已知且确定性的特征，面临严重的干扰/置零/欺骗风险。因此，使用导频音的传统信道训练协议可能遭受攻击而瘫痪，这引发了抗攻击信道训练认证(CTA)问题，即验证导频音与信道估计样本的身份声明。本文考虑具有大规模均匀线阵(ULA)的单环散射场景，并发展独立性检验编码(ICC)理论以构建安全且稳定的CTA协议，即基于ICC的CTA(ICC-CTA)协议。在该协议中，导频音不仅被随机化并插入子载波，还同时被编码为多样化的子载波激活模式(SAPs)。这些经编码的SAPs即便被恶意信号伪装，也可被识别并解码为原始导频，从而实现高精度信道冲激响应(CIR)估计。CTA安全性首先由识别合法CIR估计样本的错误概率来刻画。CTA不稳定性被表述为针对所有可用多样化SAPs稳定估计CIR的概率的函数。本文揭示了在离散分布到达角(AoA)下CTA安全性与不稳定性之间的实际权衡，并构建了最优稳定权衡问题，其目标为优化码率以在始终保持最大稳定性的同时最大化安全性。对此求解，我们推导了最优码率的闭式表达式。数值结果最终验证了所提ICC-CTA协议的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.1901.07897,
title = {Independence-Checking Coding for OFDM Channel Training Authentication: Protocol Design, Security, Stability, and Tradeoff Analysis},
author = {Dongyang Xu and Pinyi Ren and James A. Ritcey},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.07897},
year = {2019}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1803.02089