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

В условиях квазистатического беспроводного канала генерация физических ключей сталкивается с вызовом неизменяемых характеристик канала, что приводит к высокой степени несоответствия ключей (KDR) и низкой скорости генерации ключей (KGR). Для решения этих проблем предлагается новый метод генерации вспомогательного ключа с помощью реинкарнируемой интеллектуальной поверхности (RIS), который объединяет кодер и алгоритм квантования K-средних. Предложенный в этой статье метод использует информацию о состоянии канала для оценки канала и динамической настройки коэффициента отражения RIS для создания быстро меняющегося канала. Эта стратегия использует информацию о динамическом параметре канала для усиления случайности канала. Путем интеграции кодировщика и алгоритма квантования K-средних этот метод эффективно извлекает случайные биты из сложных, нечетких и многомерных параметров канала и значительно снижает KDR. Как показывают имитационные эксперименты, этот метод хорошо себя показывает как в отношении KDR, так и в отношении KGR при различных условиях отношения сигнал/шум. Кроме того, случайность создаваемого этим методом ключа была подтверждена с использованием набора испытаний от Национального института стандартов и технологий США.

Keywords

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

READ MORE