面向毫米波无线网络的面向信道的可靠密钥生成方案mmKey
信号处理
2025-08-27 v1 密码学与安全
摘要
物理层密钥生成（PLKG）已成为保障下一代无线网络安全的有前景技术，利用无线信道的内在属性。然而，PLKG在毫米波（mmWave）语境中面临根本性挑战，由于信道稀疏性、更高的相位噪声和更高的路径损耗，这些因素削弱了密钥生成所需的随机性和相似性。在本文中，我们提出了mmKey，一种新型PLKG框架，利用毫米波无线节点上多个天线的可用性，将随机性注入本可静态的无线信道。与先前工作不同，mmKey平衡了这两个要求。具体而言，mmKey利用遗传算法逐步演化初始权重向量种群，以寻求抑制LOS分量并考虑信道条件，具体包括稀疏性和信噪比（SNR）。大量仿真结果表明，mmKey在随机波束赋形和零波束赋形之上，分别将保密间隙提高了39.4%和34.0%，优于传统方案。
引用
@article{arxiv.2508.19010,
title = {mmKey: Channel-Aware Beam Shaping for Reliable Key Generation in mmWave Wireless Networks},
author = {Poorya Mollahosseini and Yasaman Ghasempour},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.19010},
year = {2025}
}