VeriPHY：5G 环境下无线通信的物理层信号认证
密码学与安全
2025-08-14 v1 网络与互联网体系结构
摘要
物理层认证（PLA）利用通信介质的固有特性，在无线网络中提供安全高效的认证，从而无需依赖传统密码学方法。随着深度学习的进步，PLA 因其准确性和可靠性成为一种被广泛采用的技术。在本文中，我们介绍了 VeriPHY，一种用于 5G 网络的基于深度学习的新型 PLA 解决方案，它通过使用隐写术在无线 I/Q 传输中嵌入签名来实现唯一设备识别。VeriPHY 通过从高斯混合模型中采样来持续生成伪随机签名，该模型的分布经过精心变化，以确保签名随时间的推移具有唯一性和隐蔽性，随后将新生成的签名嵌入到用户传输至 5G gNB 的 I/Q 样本中。利用深度神经网络，VeriPHY 基于这些嵌入的签名对用户进行识别和认证。VeriPHY 实现了高精度，在每 20 ms 更新一次签名时，以低误报率和 28 ms 的推理时间实现了 93% 至 100% 的唯一签名识别率。此外，我们还展示了一种隐蔽生成模式，在该模式下生成的签名几乎无法与未更改的 5G 信号区分开来，同时保持 93% 以上的检测准确率。
引用
@article{arxiv.2508.09213,
title = {VeriPHY: Physical Layer Signal Authentication for Wireless Communication in 5G Environments},
author = {Clifton Paul Robinson and Salvatore D'Oro and Tommaso Melodia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.09213},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 10 figures, 2 tables, IEEE Military Communications Conference 2025 (MILCOM '25)