针对物理层密钥提取的统计推断攻击及对策
密码学与安全
2018-10-02 v1
摘要
本文给出了真实室内与室外环境下信道相关性的形式化理论分析。此外，本文研究了针对 LSB 密钥提取的经验统计推断攻击（SIA）， adversary 借此推断目标链路的签名，从而通过观测周边链路恢复从该签名提取的密钥。已有工作假设用于推断的理论链路相关模型，相反，我们的研究不对链路相关性作任何假设。我们转而采用机器学习（ML）方法，基于经验测量的链路签名进行链路推断。已开发 ML 算法以在多种现实场景下发起 SIA。实验结果表明，即便不假设链路相关性，所提推断算法仍相当有效。此外，与暴力搜索相比，我们的推断算法可将密钥搜索空间缩减多个数量级。我们进一步提出了一种针对统计推断攻击的对策 FBCH（带辅助节点的前后向协作密钥提取协议）。在 FBCH 中，引入辅助节点（其他可信无线节点）以在密钥提取中提供更多随机性。实验结果验证了所提协议的有效性。
引用
@article{arxiv.1810.00200,
title = {Statistical Inference Attack Against PHY-layer Key Extraction and Countermeasures},
author = {Rui Zhu and Tao Shu and Huirong Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.00200},
year = {2018}
}