Извлечение ключа канала беспроводного света с использованием генеративно-состязательной сети

TIAN Zhuozhan ,  

CHEN Chunyi ,  

HU Xiaojuan ,  

YU Haiyang ,  

LI Yanfeng ,  

WANG Fang ,  

摘要

Извлечение ключа канала беспроводного света является эффективным способом обеспечения безопасности физического уровня, где легальные стороны определяют и оценивают характеристики канала для генерации последовательности ключей. Прослушивающая сторона может получить сведения, связанные с ключом, из световых сигналов за пределами апертуры приемника. Для этой цели была предложена схема извлечения ключа, которая основана на улучшении модели генеративно-состязательной сети для легальных сторон с использованием этой модели для оценки характеристик, которые могут быть использованы для извлечения ключей из последовательностей измерения канала. Затем легальные стороны оценивают свои последовательности оценки характеристик канала взаимно-случайным образом, чтобы получить первичный ключ. Результаты экспериментов показывают, что последовательности ключей, созданные легальными сторонами с использованием этой схемы, имеют высокую согласованность. В условиях отношения сигнал/шум 25 дБ коэффициент корреляции между последовательностями оценки характеристик канала, оцененными Алисой и Бобом, составляет 0.998 3, а непоследовательности вторичного ключа после случайной квантизации составляют 1.3×10-4. Эта схема способна дальше снизить непоследовательность вторичного ключа, сгенерированную легальными сторонами, тем самым легальные стороны после информационной договоренности извлекают общий ключ, который проходит успешный тест на случайность NIST.

关键词

беспроводной световой канал; извлечение ключа; генеративно-состязательная сеть; сверточная нейронная сеть; рекуррентные модули управления; квантование

阅读全文