基于卡尔曼滤波去趋势的物理层密钥生成
密码学与安全
2023-05-23 v2
摘要
低端无线物联网 (IoT) 设备的大规模部署带来了寻找去中心化且轻量级密钥分发方案的挑战。来自物理层的一种可能解决方案是利用信道相干时间内信道状态信息 (CSI) 的秘密密钥生成 (SKG)。本文认识到 CSI 由确定性(可预测)与随机性(不可预测)分量组成,分别粗略地通过大尺度衰落与小尺度衰落表示。因此,密钥必须仅使用随机且不可预测的部分生成。为从确定性分量中去除 CSI 测量的趋势,本文提出一种基于卡尔曼滤波的简单轻量级方法,并使用完整 SKG 协议(包含许多已发表工作中通常缺失的隐私放大)的实现进行评估。在我们的研究中,使用了大规模多输入多输出 (mMIMO) 正交频分复用室外实测 CSI 数据集。威胁模型假设在合法节点之一附近(1 米或更近距离)存在被动窃听者,且卡尔曼滤波器被参数化以最大化可实现密钥率。
引用
@article{arxiv.2305.04540,
title = {Physical Layer Secret Key Generation with Kalman Filter Detrending},
author = {Miroslav Mitev and Arsenia Chorti and Gerhard Fettweis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.04540},
year = {2023}
}