Reconfigurable intelligent surface-aided secret key generation using an autoencoder and K-means quantization

Zhenling LI ,  

Panpan XU ,  

Qiangqiang GAO ,  

Chunguo LI ,  

Weijie TAN ,  

Abstract

Dans un scénario de canal sans fil quasistatique, la génération de clés physiques est confrontée au défi des caractéristiques constantes du canal, entraînant un taux élevé de non-concordance des clés (KDR) et un faible taux de génération de clés (KGR). Pour résoudre ces problèmes, une nouvelle méthode de génération de clés auxiliaires assistée par une surface intelligente reconfigurable (RIS) est proposée, combinant codeur et algorithme de quantification K-moyennes. La méthode proposée dans cet article utilise les informations d'état du canal pour estimer le canal et ajuster dynamiquement le coefficient de réflexion du RIS pour créer un canal à fluctuations rapides. Cette stratégie utilise les paramètres dynamiques du canal pour renforcer la randomicité du canal. En intégrant le codeur et l'algorithme de quantification K-moyennes, cette méthode extrait efficacement les bits aléatoires des paramètres du canal complexes, flous et de haute dimension, et réduit considérablement le KDR. Des expériences de simulation montrent que cette méthode performe bien en termes de KDR et KGR dans différentes conditions de rapport signal/bruit. De plus, la randomicité des clés générées par cette méthode a été vérifiée avec le jeu de tests de l'Institut national des normes et de la technologie des États-Unis.

Keywords

Reconfigurable intelligent surface (RIS);Physical layer key generation;Quantization;Autoencoder

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