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

En un escenario de canal inalámbrico cuasiestático, la generación de claves físicas enfrenta el desafío de las características constantes del canal, lo que resulta en una alta tasa de no concordancia de claves (KDR) y una baja tasa de generación de claves (KGR). Para resolver estos problemas, se propone un nuevo método de generación de claves auxiliares asistido por una superficie inteligente reconfigurable (RIS), que combina codificador y algoritmo de cuantificación K-medias. El método propuesto en este artículo utiliza la información del estado del canal para estimar el canal y ajustar dinámicamente el coeficiente de reflexión del RIS para crear un canal de rápida fluctuación. Esta estrategia utiliza los parámetros dinámicos del canal para reforzar la aleatoriedad del canal. Al integrar el codificador y el algoritmo de cuantificación K-medias, este método extrae eficientemente los bits aleatorios de los complejos, borrosos y de alta dimensión parámetros del canal, y reduce significativamente el KDR. Las pruebas de simulación muestran que este método se desempeña bien en términos de KDR y KGR en diferentes condiciones de relación señal/ruido. Además, la aleatoriedad de las claves generadas por este método ha sido verificada con el conjunto de pruebas del Instituto Nacional de Normas y Tecnología de Estados Unidos.

Keywords

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

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