保护不安全者：太赫兹频段纳米级通信系统的第一道防线
信号处理
2020-07-15 v1 密码学与安全
新兴技术
摘要
在太赫兹（THz）频段运行的纳米级通信系统有望彻底改变未来的医疗保健系统。全球无线数据流量正经历快速增长。然而，无线系统由于其广播特性，易受恶意安全入侵。此外，量子计算的进展对现有基于密码的信息安全构成风险。使 THz 系统能够抵御可能导致灾难性后果的潜在主动和被动攻击至关重要，尤其是在医疗保健系统中处理敏感患者数据时。需要新策略来分析这些恶意攻击并提出可行的对策。在本稿件中，我们提出了一种用于 THz 频段纳米级通信系统在物理层的新型认证机制。我们评估了对 THz 系统的冒充攻击。我们提出使用路径损耗作为指纹，通过两步假设检验对传输设备进行认证。我们使用隐马尔可夫模型（HMM）维特比算法来增强假设检验的输出。我们还使用最大似然和高斯混合模型（GMM）期望最大化算法进行了发射机识别。我们的仿真表明，错误概率是 SNR 的递减函数。在 10 dB、虚警率 0.2 时，检测概率几乎为一。我们进一步观察到，HMM 在低 SNR 区域优于假设检验（在 SNR=5 dB 时准确率提升 10%），而 GMM 在真值有噪声时有用。我们的工作解决了通信系统因恶意入侵或量子计算所面临的主要安全缺口，为工业 4.0 中纳米级系统的新应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2007.06818,
title = {Securing the Insecure: A First-Line-of-Defense for Nanoscale Communication Systems Operating in THz Band},
author = {Waqas Aman and M. Mahboob Ur Rahman and Hassan T. Abbas and Muhammad Arslan Khalid and Muhammad A. Imran and Akram Alomainy and Qammer H. Abbasi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.06818},
year = {2020}
}