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Barkhausen Institut

Sicherheit auf der physikalischen Schicht

Wie können wir die Sicherheit von IoT-Systemen mittels ihrer einzigartigen zufälligen physikalischen Eigenschaften verbessern?

Sicherheit ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für die zukünftige Akzeptanz von IoT-Systemen. Bestehende kryptographische Sicherheitslösungen erfordern eine vertrauenswürdige und komplexe Architektur für die sichere Verteilung der notwendigen kryptographischen Schlüssel.

Eine Alternative zu dieser Verteilung ist die Schlüssel unter Verwendung der physikalischen Eigenschaften einer drahtlosen Kommunikationsverbindung zu erzeugen. Die physikalische Wellenausbreitung zwischen den Kommunikationspartnern (Sender und Empfänger) ist einzigartig. Ihre Eigenschaften können nicht durch einen Abhörer an einem anderen Ort ermittelt werden. So unterliegt das übertragene Signal beispielsweise vielfältigen Reflexionen, die aber zwischen Sender und Empfänger anders sind als zwischen Abhörer und Sender. Daher kann der Kanal zwischen Sender und Empfänger als zufällige und geheime Informationsquelle verwendet werden, um daraus kryptographische Schlüssel zu erzeugen.

Dieses Konzept ist eine der Möglichkeiten der so genannten Physical Layer Security.

 

 

Publikationen

Marco Zoli, André Barreto, Gerhard Fettweis, Investigating the eavesdropper attack in physical layer security wireless key generation: a simulation case study, IEEE Vehicular Technology Conference (VTC-Spring), 2021

@conference{
Zoli_2021_vtcs,
title = "Investigating the eavesdropper attack in physical layer security wireless key generation: a simulation case study",
author = "Marco Zoli, André Barreto, Gerhard Fettweis",
year = "2021",
booktitle = "IEEE Vehicular Technology Conference (VTC-Spring)",
address = "Helsinki, Finland",
number = "April"
}
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Marco Zoli, Miroslav Mitev, André Barreto, Gerhard Fettweis, Estimation of the Secret Key Rate in Wideband Wireless Physical-Layer-Security, International Symposium on Wireless Communication Systems (ISWCS), 2021, Download PDF

@inproceedings{
Zoli_2021_ISWCS,
title = "Estimation of the Secret Key Rate in Wideband Wireless Physical-Layer-Security",
author = "Marco Zoli, Miroslav Mitev, André Barreto, Gerhard Fettweis",
year = "2021",
booktitle = "International Symposium on Wireless Communication Systems (ISWCS)"
}
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Miroslav Mitev, Arsenia Chorti, Elena Belmega, Vincent Poor, Protecting physical layer secret key generation from active attacks, MDPI Entropy, 2021

@article{
Mitev_2021_Entropy,
title = "Protecting physical layer secret key generation from active attacks",
author = "Miroslav Mitev, Arsenia Chorti, Elena Belmega, Vincent Poor",
year = "2021",
journal = "MDPI Entropy"
}
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Alessandro Santorsola, Marco Zoli, André Barreto, Vincenzo Petruzzelli, Giovanna Calò, Effect of Radio Channel and Antennas on Physical-Layer-Security Key Exchange, IEEE Access, 2021, Download PDF

@article{
Santorsola20210,
title = "Effect of Radio Channel and Antennas on Physical-Layer-Security Key Exchange",
author = "Alessandro Santorsola, Marco Zoli, André Barreto, Vincenzo Petruzzelli, Giovanna Calò",
year = "2021",
journal = "IEEE Access",
url = "https://ieeexplore.ieee.org/document/9628090",
doi = "10.1109/ACCESS.2021.3131616"
}
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Marco Zoli, André Barreto, Stefan Köpsell, Padmanava Sen, Gerhard Fettweis, Physical-Layer-Security Box: a concept for time-frequency channel-reciprocity key generation, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2020, Download PDF

@article{
Zoli_2020_JWCN,
title = "Physical-Layer-Security Box: a concept for time-frequency channel-reciprocity key generation",
author = "Marco Zoli, André Barreto, Stefan Köpsell, Padmanava Sen, Gerhard Fettweis",
year = "2020",
journal = "EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking",
month = "June",
number = "114",
pages = "24",
url = "https://doi.org/10.1186/s13638-020-01712-6",
doi = "10.1186/s13638-020-01712-6"
}
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Saumya Dwivedi, Marco Zoli, André Barreto, Padmanava Sen, Gerhard Fettweis, Secure Joint Communications and Sensing using Chirp Modulation, 6G Wireless Summit (6G SUMMIT), 2020, Download PDF

@conference{
Dwivedi_2020_6gsummit,
title = "Secure Joint Communications and Sensing using Chirp Modulation",
author = "Saumya Dwivedi, Marco Zoli, André Barreto, Padmanava Sen, Gerhard Fettweis",
year = "2020",
booktitle = "6G Wireless Summit (6G SUMMIT)",
address = "Levi, Finland",
month = "March",
url = "https://doi.org/10.1109/6GSUMMIT49458.2020.9083884",
doi = "10.1109/6GSUMMIT49458.2020.9083884"
}
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