基于导频的密钥分发与加密用于安全相干无源光网络
密码学与安全
2023-12-27 v3 信号处理
摘要
由于广播式传输，无源光网络（PONs）的安全问题一直备受关注。相干PON的物理层安全增强应与提升传输性能同等重要。本文中，我们提出基于高级加密标准（AES）算法和几何星座整形四电平脉冲幅度调制（GCS-PAM4）导频的密钥分发，用于安全相干PON。GCS-PAM4导频的第一位用于硬件高效的载波相位恢复（CPR），而第二位用于密钥分发且不占用额外开销。密钥比特由极化码编码以确保无差错分发。允许对每个码字进行频繁密钥更新，以提升相干PON的安全性。采用基于数字子载波复用与16进制正交振幅调制的200-Gbps安全相干PON实验结果表明，基于GCS-PAM4导频的密钥分发在上行传输中可实现无差错且不占用额外开销，且窃听将在下行传输中被AES算法阻止。此外，与使用二进制相移键控导频相比，采用GCS-PAM4导频的CPR几乎无性能损失。
引用
@article{arxiv.2311.02554,
title = {Pilot-Based Key Distribution and Encryption for Secure Coherent Passive Optical Networks},
author = {Haide Wang and Ji Zhou and Qingxin Lu and Jianrui Zeng and Yongqing Liao and Weiping Liu and Changyuan Yu and Zhaohui Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02554},
year = {2023}
}
备注
The paper has been submitted to the Journal of Lightwave Technology