水下磁感应通信的脆弱性研究

典型的磁感应（MI）通信通常被认为是一种安全的水下无线通信（UWC）技术，因为与声学和光学UWC技术相比，它具有不可听和不可见的特性。然而，通信系统中不可避免地存在脆弱性，并可能导致不同类型的攻击。本文研究了水下MI通信中的窃听攻击，以定量衡量系统在此攻击下的脆弱性。我们基于窃听节点的位置和方向考虑了不同的潜在窃听配置设置，以研究它们如何影响合法接收节点的接收电压和保密性。为此，我们针对水下环境中的每种配置开发了基于有限元方法的仿真模型，并根据磁通量、磁通密度、距离和方向灵敏度等不同系统参数评估了接收电压和保密容量。此外，我们在实验室环境中构建了一个实验装置来复现仿真实验。仿真和实验室实验均证实了水下MI通信易受窃听攻击。然而，这种脆弱性高度依赖于窃听者与合法发射器之间线圈的位置和方向。从积极的一面看，我们还观察到接收线圈接收中的一种独特行为，该行为可能用于检测附近的恶意节点活动，从而可能形成一种对抗窃听攻击的潜在安全机制。