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特斯联安全通信研发新成果获IEEE ICC 2024收录

2025年4月3日

近日,特斯联智联网实验室发布了最新研究成果,提出一种名为LoCKey的新型方案,以提高在通信领域中秘钥生成的效率与安全性。该研究成果在物联网安全通信、工业物联网安全通信、5G/6G通信中的安全密钥管理等现实场景中具备广泛的应用潜力,已被国际通信领域权威学术会议IEEE ICC 2024收录。

该方案通过回环补偿机制改善了可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)辅助的物理层密钥生成(Physical layer Key Generation, PKG)系统的信道互易性,论文题为:Can We Improve Channel Reciprocity via Loop-back Compensation for RIS-assisted Physical Layer Key Generation。


团队所提出LoCKey方案的完整流程图

LoCKey方案作为一种基于可重构智能表面的物理层密钥生成技术,具有显著的创新性和实用性,尤其适用于工业物联网、车联网、智慧城市等现实场景,展现出广阔的应用前景:

1. 物联网安全通信:物联网设备数量庞大,且分布广泛,传统密钥分发方式复杂且不安全。LoCKey方案利用无线信道的物理特性动态生成对称密钥,无需预先分发密钥,能够有效解决IoT设备之间的安全通信问题。

2. 工业物联网安全通信:工业物联网(IIoT)中,设备之间的通信需要高度的可靠性和安全性,以防止数据泄露和恶意攻击。LoCKey方案可以为IIoT设备提供基于物理层的安全密钥生成方案。

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以下为论文原文摘录
可重构智能表面(RIS)能够提取不可预测的信道特征,用于物理层密钥生成(PKG),通过对称密钥为合法用户之间的通信提供安全保障。以往的研究表明,信道互易性在PKG系统中生成对称密钥方面起着至关重要的作用。然而,在实际应用中,信道互易性受到硬件干扰和基于RIS的干扰攻击的严重影响。这促使团队提出了LoCKey,一种通过回环补偿方案减轻干扰和攻击、从而最大化PKG系统保密性能的新型方法。

具体而言,团队提出的LoCKey能够通过结合传输回信号值和误差最小化模块,有效补偿信道状态信息(CSI)的非互易性。首先,论文介绍了LoCKey的完整流程图,并深入讨论了每个步骤。随后,论文深入分析了在应用LoCKey增强CSI互易性时的性能优化。最后,论文通过实验验证了LoCKey在多种干扰条件下改善RIS辅助无线通信信道互易性的有效性。

实验结果表明,LoCKey显著提高了RIS辅助的密钥生成速率以及生成密钥的一致性,显示出LoCKey在未来无线系统中实际部署的巨大潜力。

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