Алгоритм синхронной выработки ключевой информации на основе состояния канала связи между мобильными радиосредствами


Авторы

Бахтин А. А.*, Дымников В. В.**, Баскаков А. Е.***

Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники», площадь Шокина, 1, Москва, Зеленоград, 124498, Россия

*e-mail: bah@miee.ru
**e-mail: vv.dymnikov@gmail.com
***e-mail: 79999924816@ya.ru

Аннотация

В статье рассмотрена реализация синхронной выработки случайных последовательностей на узлах радиосвязи без обмена по открытому каналу связи. Метод основан на использовании временной динамики средней мощности принимаемого сигнала (RSSI). В результате был предложен и реализован в виде ПО алгоритм, кроме того, получены результаты его работы на радиотрассе. Проведен анализ качества полученной последовательности.

Ключевые слова:

случайная последовательность, многолучевой релеевский канал, мелкомасштабные замирания

Библиографический список

  1. Преображенскии Н.Б., Файзулхаков Я.Р. Проблема компенсации рэлеевских замираний в радиоканалах подвижных систем голосовой связи // Информатика и ее применение. 2011. Т. 5. № 2. С. 82-89.
  2. Aono T., Higuchi K., Ohira T., Komiyama B., Sasaoka H. Wireless secret key generation exploiting reactance-domain scalar response of multipath fading channels // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2005. V. 53, No. 11. P. 3776-3784. DOI: 10.1109/TAP.2005.858853
  3. Mathur S., Trappe W., Mandayam N., Ye C., Reznik A. Radio-telepathy: extracting a secret key from an unauthenticated wireless channel // 14th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, MOBICOM 2008, San Francisco, California, USA, September 14-19, 2008. P. 128-139. DOI: 10.1145/1409944.1409960
  4. Premnath S.N., Gowda P.L., Kasera S.K., Patwari N., Ricci R. Secret Key Extraction using Bluetooth Wireless Signal Strength Measurements // IEEE International Conference on Sensing, Communication, and Networking (SECON), 2014. P. 293-301. DOI: 10.1109/SAHCN.2014.6990365
  5. Azimi-Sadjadi B., Kiayias A., Mercado A., Yener B. Robust key generation from signal envelopes in wireless networks // Proceedings of the 14th ACM conference on Computer and communications security, 2007. P. 401-410. DOI: 10.1145/1315245.1315295
  6. Jana S., Premnath S.N., Clark M., Kasera S.K., Patwari N., Krishnamurthy S.V. On the effectiveness of secret key extraction from wireless signal strength in real environments // Proceedings of the 15th annual international conference on Mobile computing and networking (MobiCom). 2009. P. 321-332.
  7. Assche G. Quantum Cryptography and Secret-Key Distillation. Cambridge University Press, 2006. 276 p.
  8. Brassard G., Salvail L. Secret-Key Reconciliation by Public Discussion. Lecture Notes in Computer Science. 2001. P. 410-423.
  9. Shannon C.E. Communication Theory of Secrecy Systems // Bell System Technical Journal. 1949. No. 28 (4). P. 656-715.
  10. Duan S. Security analysis of tetra. Master’s thesis. Norwegian University of Science and Technology Department of Telematics, 2013.
  11. Benantar M. The Internet public key infrastructure // IBM Systems Journal. 2001. No. 40 (3). P. 648-665. DOI: 10.1147/sj.403.0648
  12. Shannon C. E. The Mathematical Theory of Communication // The Bell System Technical Journal. 1948. V. 27, No. 3. P. 379-423.
  13. Akinbiyi O. Physical layer security using artificial noise. The University of Leeds School of Electronic and Electrical Engineering, 2012.
  14. Wyner A.D. The Wiretap Channel // Bell System Technology Journal. 1975. V. 54, P. 1355-1387. DOI: 10.1002/j.1538-7305.1975.tb02040
  15. Rehman S.U., Sowerby K.W., Alam S., Ardekani I. Radio Frequency Fingerprinting and its Challenges // IEEE Conference on Communicati.ons and Network Security. 2014. P. 496-497. DOI: 10.1109/CNS.2014.6997522
  16. Sakai M., Lin H., Yamashita K. Sakai M. Intrinsic Interference Based Physical Layer Encryption for OFDM/OQAM // IEEE Communications Letters. 2017. No. 21 (5). P. 1059-1062. DOI: 10.1109/LCOMM.2017.2654442
  17. Бахтин А.А., Волков А.С., Баскаков А.Е. Исследование особенностей реализации алгоритмов доступа к среде в мобильных самоорганизующихся сетях связи // Труды МАИ. 2017. № 97. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=87331
  18. Елисеев С.О., Крюков Д.А. Система криптографической генерации идентичных данных на основе алгоритма Диффи-Хеллмана // Труды МАИ. 2018. № 101. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=97041
  19. Фомин А.И., Айман Хамад. Анализ надёжности связи в каналах с быстрыми и медленными замираниями // Труды МАИ. 2008. № 30. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=7525
  20. Volkov A., Chi Jie., Gorelik A., Solodkov A., Sviridov I. Classification of radio signals in multipath fading channel using neural network // 2024 Conference Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (2024 ElCon), Saint Petersburg Electrotechnical University «LETI», January 29-30, 2024, Russia. P. 919-923.
  21. Волков А.С., Крейнделин В.Б. Алгоритмы кодирования алгебраических недвоичных каскадных сверточных кодов уменьшенной сложности // T-Comm – Телекоммуникации и Транспорт. 2024. Т. 18. № 3. С. 11-18. DOI: 10.36724/2072-8735-2024-18-3-11-18
  22. Волков А.С. Разработка имитационной модели канала с группирующимися ошибками // Труды МАИ. 2023. № 128. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=171396. DOI: 10.34759/trd-2023-128-12


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход