针对MIMO网络中增强RIS的窃听者的安全通信

我们关注的是在多输入多输出（MIMO）无线网络中，面对由可重构智能表面（RIS）增强的移动窃听攻击者的安全且稳健的通信。具体而言，我们首先提供了一个统一的框架，概括了特定的智能垂直模型，其中被动窃听者可配置任意数量的天线，可能是移动的，并可通过智能地操控RIS的无线电道路特征来主动优化其接收信号强度。为有效缓解这一难以解决的威胁，我们提出了一种新颖且轻量级的安全通信方案，从信息论的角度进行设计。主要思想是，在某些情况下，数据处理可被视为通信信道，因此仔细引入一种随机位翻转方案，以最小化机密消息与被动窃听者接收数据的互信息。还实现了基于奇异值分解（SVD）的预编码策略，以优化功率分配，从而确保合法接收器不受该随机位翻转的干扰。相应的结果表明，我们的安全通信方案具有实际意义，无需窃听者的完整瞬时信道状态信息（ICSI）即可工作。此外，我们考虑了从窃听者视角下的RIS优化问题，并在不同攻击情景下提供RIS相位移设计解决方案。最后，分别提供针对合法用户和窃听者的最优检测方案，并给出综合性仿真结果，以验证理论分析，展示我们安全通信方案在广泛攻击情景下的有效性和鲁健性。