毫米波频段的无密钥设备配对

许多下一代（NextG）应用具有能够在毫米波（mmWave）频段通信与感知的设备。信任建立是引导安全毫米波通信链路的重要第一步，由于缺乏先验密钥且传统密码学认证方法无法将数字信任与物理属性绑定，这颇具挑战。此前，基于上下文的设备配对方法被提出以从共同上下文利用多种感知模态提取共享密钥，但其在实用性与安全性上存在诸多局限。在本工作中，我们提出首个毫米波频段的无密钥设备配对方案，探索毫米波通信独特的物理层特性。我们的基本思路是让 Alice 与 Bob 通过采样扰动其无线信道的周边环境中的物理活动来导出公共随机性，并通过从信道状态中提取事件时序信息构建该活动的可靠指纹。我们进一步提出一种非协调路径跳变机制，以在无先验信任下解决活动感知的波束对齐挑战。我们协议的一个关键新颖之处在于其对共址被动敌手与主动中间人攻击均保持安全，这是现有基于上下文的配对方法无法做到的。我们在 28GHz 毫米波测试平台上实现该协议，并在真实室内环境中实验评估其安全性。结果表明我们的协议能有效抵御若干不同类型的敌手。