論文の概要: On the Potential of Re-configurable Intelligent Surface (RIS)-assisted Physical Layer Authentication (PLA)
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.00426v2
- Date: Thu, 2 May 2024 09:53:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-03 13:26:53.607626
- Title: On the Potential of Re-configurable Intelligent Surface (RIS)-assisted Physical Layer Authentication (PLA)
- Title（参考訳）: RIS (Re-configurable Intelligent Surface) 支援物理層認証 (PLA) の可能性について
- Authors: Hala Amin, Waqas Aman, Saif Al-Kuwari,
- Abstract要約: 再構成可能なインテリジェントサーフェス(RIS)技術は、次世代無線ネットワークの潜在的なコンポーネントになりつつある。
しかし、RIS支援無線通信のブロードキャスト特性は、物理的層における悪意のある攻撃に対して脆弱である。
本稿では、RISを利用した物理層認証(PLA)の可能性を確保するためのRIS支援無線通信システムについて検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Re-configurable Intelligent Surfaces (RIS) technology is increasingly becoming a potential component for next-generation wireless networks, offering enhanced performance in terms of throughput, spectral, and energy efficiency. However, the broadcast nature of RIS-assisted wireless communication makes it vulnerable to malicious attacks at the physical layer. At the same time, physical layer authentication is gaining popularity as a solution to secure wireless networks, thwarting different attacks such as cloning, spoofing, and impersonation by using the random features of the physical layer. In this paper, we investigate RIS-assisted wireless communication systems to unlock the potential of using RIS for physical layer authentication (PLA). In particular, we exploit two distinct features of the physical layer: pathloss and channel impulse response (CIR) for PLA in RIS-assisted wireless communication. We construct hypothesis tests for the estimated features and derive closed-form error expressions. Further, we consider the critical error, i.e., missed detection, as our objective function to minimize by optimizing the phase shift of the RIS pannel. We compare the performance of our proposed mechanisms with PLA schemes using the same features but with no RIS. Furthermore, we thoroughly evaluate our proposed schemes using performance metrics such as the probability of false alarm (PFA), the probability of missed detection (PMD), and the receiver operating characteristic (ROC) curves. The results demonstrate a clear positive impact of RIS on PLA, as it effectively reduces PMD values to zero when determining the optimal phase shift.
- Abstract（参考訳）: 再構成可能なインテリジェントサーフェス(RIS)技術は、スループット、スペクトル、エネルギー効率の面でパフォーマンスを向上し、次世代無線ネットワークの潜在的なコンポーネントになりつつある。
しかし、RIS支援無線通信のブロードキャスト特性は、物理的層における悪意のある攻撃に対して脆弱である。
同時に、物理層認証は、無線ネットワークをセキュアにするためのソリューションとして人気を集めており、物理層のランダムな特徴を利用することで、クローン、偽造、偽造などの異なる攻撃を阻止している。
本稿では,RISを利用した物理層認証(PLA)の可能性を明らかにするために,RISを利用した無線通信システムについて検討する。
特に、RIS支援無線通信におけるPLAのためのパスロスとチャネルインパルス応答(CIR)の2つの特徴を利用する。
推定された特徴に対する仮説テストを構築し、クローズドフォームの誤り表現を導出する。
さらに、RISパネルの位相シフトを最適化して最小化する目的関数として、臨界誤差、すなわち検出を欠いたことを考察する。
提案手法とPLA方式の比較を行ったが,RISは含まない。
さらに,誤報の確率 (PFA) や誤検知の確率 (PMD) ,受信動作特性 (ROC) 曲線などの性能指標を用いて,提案手法を徹底的に評価した。
その結果、最適位相シフトを決定する際に、PSD値をゼロに効果的に削減するため、RISがPLAに明らかな正の効果を示した。
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