通过小波散射嵌入的隐马尔可夫建模实现密钥协商
密码学与安全
2025-10-14 v1 信号处理
摘要
基于无线信道互易性的密钥生成与协商为保护物联网网络提供了一条有前景的途径。然而，现有方法主要依赖于通信设备之间瞬时信道测量样本的相似性。这种狭隘的互易性观点通常不切实际，因为它极易受到噪声、异步采样、信道衰落和其他系统级缺陷的影响——所有这些都显著损害了密钥生成性能。此外，传统方案中常见的量化步骤引入了不可逆的错误，进一步限制了效率。在这项工作中，我们提出了一种新的密钥生成方法，通过使用小波散射网络提取鲁棒且互易的信道状态信息（CSI）特征。应用降维来揭示隐藏的聚类结构，然后利用这些结构构建隐马尔可夫模型以实现高效的密钥协商。我们的方法消除了对量化的需求，并有效捕获了信道随机性。与传统的基准方法相比，密钥生成率提高了5倍，为资源受限的物联网环境中的密钥生成提供了一种安全高效的解决方案。
引用
@article{arxiv.2510.09773,
title = {Secret-Key Agreement Through Hidden Markov Modeling of Wavelet Scattering Embeddings},
author = {Nora Basha and Bechir Hamdaoui and Attila A. Yavuz and Thang Hoang and Mehran Mozaffari Kermani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.09773},
year = {2025}
}
备注
Preprint-Final version accepted for publication in IEEE CNS 2025 proceedings