یک طرح نوین تولید کلید لایه فیزیکی مبتنی بر فاز کانال برای ارتباطات همتا به همتا

در بین روش های برقراری امنیت لایه فیزیکی، تولید کلید مخفی به دلیل ویژگی ها و قابلیت های مطلوبی که دارد، برای شبکه های نسل ششم (۶G) کارآمد است. به طور خاص، می توان از طرح های مبتنی بر مولدهای تصادفی محلی برای تولید کلید مخفی با نرخ بالا استفاده کرد. یکی از این طرح ها، طرح تزریق فاز تصادفی است که در آن سیگنال های کاوش کانال با فاز تصادفی بین طرفین ارتباط (آلیس و باب) مبادله می شود. در این مقاله، یک طرح نوین تولید کلید مبتنی بر ارسال سیگنال های کاوش کانال با فاز تصادفی گسسته و برای ارتباطات همتا به همتا پیشنهاد می دهیم. بدین منظور، ضمن معرفی روش های کوانتیزاسیون، در طرح پیشنهادی، از روش ساده و کاربردی "کوانتیزاسیون با نواحی محافظ (GB)" برای استخراج کلید استفاده می شود. همچنین برخلاف بسیاری از مطالعات صورت گرفته شده، فرض می کنیم که کانال قانونی از هم پاسخی ضعیف رنج می برد و نویز نیز بر فاز دریافتی آلیس و باب اثرگذار است. برای چنین سناریویی، روابطی برای نرخ عدم تطبیق کلید (KMR) و نیز نرخ دور ریزی کلید (KDR) به ازای هر کاوش کانال ارائه می دهیم. اگرچه افزایش محدوده GB، معیار KMR را کاهش می دهد، اما طول دنباله کلید خام نیز کوتاه می گردد. به منظور ارزیابی تاثیر GB بر روی کارایی طرح تولید کلید پیشنهادی، در این مقاله، نرخ تولید کلید خام تعریف شده و محاسبه می گردد. نتایج شبیه سازی موید روابط تحلیلی بوده و برای تعیین توان سیگنال کاوش و محدود GB مفید است.

کلیدواژه ها:

Physical layer secret key generation ، discrete random phase injection ، guard bands ، key disagreement rate ، key discarding rate. ، تولید کلید لایه فیزیکی ، تزریق فاز تصادفی گسسته ، نواحی محافظ ، نرخ عدم تطبیق کلید ، نرخ دور ریزی کلید.