保护星间链路：基于多普勒频移的物理层密钥生成
信号处理
2021-05-05 v1 密码学与安全
摘要
在这项工作中，我们提出一种专为星间通信链路设计的密钥生成流程。作为一种新颖的保密源，航天器利用基于多普勒频移的测量。通过这种方式，通信设备的移动性被用于生成密钥，该资源可用于基于信道衰落的密钥生成方法不可用的环境中。航天器的移动性被建模为预定分量与动态分量的叠加。我们推导了由多普勒频移可实现的最大密钥生成速率。所提出的密钥生成流程以标称功率谱密度样本（NPSDS）的形式提取多普勒频移。我们提出在航天器处对NPSDS的最大似然（ML）估计，然后利用均匀量化器获得密钥比特。对所提密钥生成流程的密钥不一致率（KDR）进行了分析求解。通过数值研究，显示了所提供近似的紧致性。理论与数值结果均证明了所提出的考虑航天器通信链路安全的物理层密钥生成流程的有效性与实用性。
引用
@article{arxiv.2105.01448,
title = {Securing the Inter-Spacecraft Links: Physical Layer Key Generation from Doppler Frequency Shift},
author = {Ozan Alp Topal and Gunes Karabulut Kurt and Halim Yanikomeroglu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.01448},
year = {2021}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:2008.13396