面向低熵环境的智能反射面辅助无线密钥生成
密码学与安全
2021-03-09 v2 信号处理
摘要
物理层密钥生成是无线通信双方间建立密码学密钥的一个有前景的候选方案。它提供信息论安全性，并且是公钥技术之外一种吸引人的替代方案。此处，无线射频信道的内在随机性被用作生成密码学密钥材料的共享熵源。然而，实际实现常受限于呈现有限随机量的静态信道条件。过去已投入大量研究工作以解决这一根本局限。但当前方案不够通用，或需要诸如可重构天线之类的专用硬件扩展。本文中，我们提出一种基于智能反射面（IRS）随机化信道响应的新型无线密钥生成架构。由于其无源特性，协作式 IRS 非常适于为常规资源受限无线电提供随机性。我们开展了首批实用研究，成功演示了基于 IRS 的物理层密钥生成与 OFDM 系统。在静态环境中，仅使用单个子载波，我们的 IRS 辅助原型系统在量化后以 6.5% 密钥不一致率（KDR）实现了 97.39 bps 的密钥生成率（KGR），同时通过标准随机性测试。
引用
@article{arxiv.2010.06613,
title = {Intelligent Reflecting Surface-Assisted Wireless Key Generation for Low-Entropy Environments},
author = {Paul Staat and Harald Elders-Boll and Markus Heinrichs and Rainer Kronberger and Christian Zenger and Christof Paar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.06613},
year = {2021}
}