SecBeam：抵御波束窃取攻击的毫米波波束对齐安全机制
密码学与安全
2023-07-04 v1 信号处理
摘要
毫米波（mmWave）通信采用窄波束定向通信以补偿毫米波频段的高路径损耗。与全向通信相比，其需要额外步骤来对齐发射端与接收端的天线。在 802.11ad 等现行标准中，该波束对齐过程通过称为波束扫描的水平面穷举搜索实现。然而，波束扫描过程未经认证。因此，攻击者 Mallory 可通过注入高功率伪造信标发起主动波束窃取攻击，迫使合法设备向其方向进行波束成形。Mallory 由此控制了两台设备间的通信链路，打破了毫米波传输方向性所带来的虚假安全感。已有研究通过为波束对齐消息添加完整性保护来防止伪造。本文中，我们展示了一种无需消息伪造的新波束窃取攻击。我们表明，Mallory 可放大并中继来自其方向的波束扫描帧而不改变其内容。直观上，密码学原语无法验证波束选择中所用的 SNR 等物理属性。我们提出了一种称为 SecBeam 的新波束扫描协议，利用功率/扇区随机化与粗到达角信息来检测放大-中继攻击。我们通过实验性毫米波平台与射线追踪仿真展示了 SecBeam 的安全性和性能。
引用
@article{arxiv.2307.00178,
title = {SecBeam: Securing mmWave Beam Alignment against Beam-Stealing Attacks},
author = {Jingcheng Li and Loukas Lazos and Ming Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.00178},
year = {2023}
}