可重构智能表面用于物理层密钥生成：建设性还是破坏性？
信息论
2022-04-08 v2 math.IT
摘要
物理层密钥生成（PKG）是一种有前景的手段，通过利用无线信道的内在随机性来提供即时共享密钥。然而，PKG 的性能高度依赖于传播环境。由于其控制无线环境的特性，可重构智能表面（RIS）在 PKG 中的应用颇具吸引力。本文与现有文献不同，我们同时研究了 RIS 对 PKG 方案的建设性和破坏性影响。在建设性方面，我们确定了静态和波阻挡环境作为未来无线系统中两种由 RIS 赋能的 PKG 应用。特别地，我们在静态环境中的实验结果表明，RIS 能够增强密钥的熵，实现 97.39 bit/s 的密钥生成率（KGR）和 0.083 的误码不一致率（BDR）。在多用户系统中，部分远端用户信道条件较差，所提出的 RIS 辅助 PKG 算法相比现有文献将总密钥率提升了 2 dB 以上。此外，我们指出攻击者可能利用 RIS 实施新的干扰和泄露攻击，并分别给出对策。最后，我们基于 RIS 展望了 PKG 系统的未来研究方向。
引用
@article{arxiv.2112.10043,
title = {Reconfigurable Intelligent Surface for Physical Layer Key Generation: Constructive or Destructive?},
author = {Guyue Li and Lei Hu and Paul Staat and Harald Elders-Boll and Christian Zenger and Christof Paar and Aiqun Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10043},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 5 figures