基于电压轮廓的RIS辅助反射标签间物理层认证
密码学与安全
2025-01-22 v1
摘要
反射标签间网络（BTTN）是一种新兴的被动射频识别（RFID）系统，利用外部射频场 facilitate 标签之间直接通信，在普适物联网（IoT）应用中发挥着关键作用。尽管具有巨大的潜力，但BTTN面临着显著的安全漏洞，这些漏洞是实现可靠通信的首要关切。现有的反射通信系统认证方案主要针对标签到读取器或读取器到标签场景，由于标签的超低功耗约束和有限的计算能力，这些方案不适用于BTTN，导致标签间安全认证问题尚未得到充分解决。为填补这一空白，本文提出了一种物理层认证（PLA）方案，利用能量收集和包络检测电路在功率和调制单元中独特的输出电压轮廓，使 Talker 标签（TT）和 Listener 标签（LT）能够在存在对手的情况下进行相互认证。这一方案无需额外的计算开销即可实现BTTN标签的高效认证。此外，由于BTTN中的低谱系效率和有限覆盖范围阻碍了PLA性能，本文提出将室内可重构智能表面（RIS）集成到系统中，以增强认证精度并实现更长距离的成功认证。安全分析和仿真结果表明，我们的方案抵御了各种攻击向量，在各种实验环境下均能实现可接受的性能。此外，结果表明，使用RIS在准确性和鲁棒性方面显著提升了BTTN的PLA性能，尤其是在没有RIS的传统BTTN场景中，尤其在更长的距离上表现更佳。
引用
@article{arxiv.2501.11405,
title = {Voltage Profile-Driven Physical Layer Authentication for RIS-aided Backscattering Tag-to-Tag Networks},
author = {Masoud Kaveh and Farshad Rostami Ghadi and Yifan Zhang and Zheng Yan and Riku Jäntti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.11405},
year = {2025}
}