یک طرح نوین تولید کلید مخفی در حضور رله غیرقابل اعتماد

در مقایسه با روش های مرسوم رمزنگاری، تولید کلید مخفی (SKG) لایه فیزیکی به دلیل ویژگی هایی از قبیل سبک وزن بودن و مقیاس پذیری برای شبکه های نسل ششم (۶G) کارآمدتر و مناسب تر است. در حوزه SKG، طرح های مبتنی بر مولدهای تصادفی محلی برای تولید کلید با نرخ بالا، استفاده می شوند. یکی از این طرح ها، 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 کار تحقیقاتی، یک طرح SKG در حضور یک رله غیرقابل اعتماد ارائه می شود که در آن، رله نمی تواند به کلید دست یابد. به منظور عملیاتی بودن طرح، برای اولین بار، سیگنال های کاوش کانال از جنس فاز تصادفی گسسته در نظر گرفته شده و در گیرندگی نیز از کوانتیزه کننده تک بیتی استفاده می شود. به علاوه، به منظور کاهش نرخ خطای کلید، از کوانتیزاسیون با نواحی محافظ (GB) برای استخراج کلید استفاده می گردد. برای چنین سناریویی، روابطی برای نرخ تطبیق کلید، نرخ عدم تطبیق کلید (KMR) و نیز نرخ دور ریزی کلیدها (KDR) به ازای هر کاوش کانال ارائه می دهیم. اگرچه افزایش محدوده GB، معیار KMR را کاهش می دهد، اما طول دنباله کلید نیز کوتاه می گردد. به منظور ارزیابی تاثیر GB بر روی کارایی طرح تولید کلید پیشنهادی، نرخ تولید کلید خام تعریف شده و محاسبه می گردد. در بخش شبیه سازی، بینش های مهندسی مفیدی در خصوص تعیین توان سیگنال کاوش، محدود GB و نیز قدرت تصحیح کدینگ مورد نیاز، ارائه می دهیم. همچنین در این مقاله، به ارزیابی امنیتی طرح پیشنهادی می پردازیم. ضمن محاسبه ظرفیت کلید مخفی، خواهیم دید که رله غیرقابل اعتماد و شنودگر خارجی با رهگیری مراحل کاوش کانال نمی توانند کلید را کشف کند.

یک طرح نوین تولید کلید مخفی در حضور رله غیرقابل اعتماد Keywords:

تولید کلید مخفی لایه فیزیکی , رله غیرقابل اعتماد , تزریق فاز تصادفی گسسته , نواحی محافظ