Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference (한국정보처리학회:학술대회논문집)

  • 2024.05a
  • /
  • Pages.158-161
  • /
  • 2024
  • /
  • 2005-0011(pISSN)
  • /
  • 2671-7298(eISSN)
Korea Information Processing Society (한국정보처리학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Secure Physical Layer Key Generation in Untrusted Wireless Relay Communications and Networks

비신뢰 무선 릴레이 통신 네트워크의 안전한 물리계층 키 생성 기법

  • So-Hyun Park (Dept. of Future Convergence Technology Engineering, Sungshin Women's University) ;
  • Il-Gu Lee (Dept. of Future Convergence Technology Engineering, Sungshin Women's University)
  • 박소현 (성신여자대학교 미래융합기술공학과) ;
  • 이일구 (성신여자대학교 미래융합기술공학과)
  • Published : 2024.05.23
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

물리계층 키 생성 기법은 두 단말 간의 채널 상태 정보를 이용해 일시적인 대칭키를 생성하는 경량 키 생성 기술이다. 하지만, 두 단말 사이에 다이렉트 링크가 없는 릴레이 기반 통신 네트워크 환경에서는 물리계층 키 생성이 어렵고, 비신뢰 릴레이에 의한 키 유출 가능성이 존재한다. 본 연구는 비신뢰 릴레이 통신 네트워크 환경에서 비밀키 정보를 노출하지 않고 안전하게 키를 생성하고 공유하는 방법을 제안하고 보안성을 평가한다. 실험 결과에 따르면 종래 방식보다 제안하는 방식의 키 유출률(key leakage rate, KLR)이 87.5% 감소하였고, 릴레이 수가 증가할수록 KLR이 감소하여 제안하는 방식이 비신뢰 릴레이 환경에서 높은 보안성을 보장함을 확인하였다.

Keywords

Acknowledgement

본 논문은 2024년도 산업통상자원부 및 한국산업기술진흥원의 산업혁신인재성장지원사업 (RS-2024-00415520)과 과학기술정보통신부 및 정보통신기획평가원의 ICT혁신인재4.0 사업의 연구결과로 수행되었음(No. IITP-2022-RS-2022-00156310)

References

  1. Wang, X., Shu, F., Shi, W., Liang, X., Dong, R., Li, J., & Wang, J. (2022). Beamforming design for IRS-aided decode-and-forward relay wireless network. IEEE Transactions on Green Communications and Networking, 6(1), 198-207. https://doi.org/10.1109/TGCN.2022.3145031
  2. Aldaghri, N., & Mahdavifar, H. (2020). Physical layer secret key generation in static environments. IEEE Transactions on Information Forensics and Security, 15, 2692-2705. https://doi.org/10.1109/TIFS.2020.2974621
  3. Zhang, J., Rajendran, S., Sun, Z., Woods, R., & Hanzo, L. (2019). Physical layer security for the Internet of Things: Authentication and key generation. IEEE Wireless Communications, 26(5), 92-98. https://doi.org/10.1109/MWC.2019.1800455
  4. Wang, D., Chen, F., Chen, Y., Zheng, M., & Zheng, J. (2022). Scramble-Based Secret Key Generation Algorithm in Physical Layer Security. Mobile Information Systems, 2022.
  5. Furqan, H. M., Hamamreh, J. M., &Arslan, H. (2020). New physical layer key generation dimensions: Subcarrier indices/positions-based key generation. IEEE Communications Letters, 25(1), 59-63.