論文の概要: On the Vulnerability of Underwater Magnetic Induction Communication

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.04249v1
• Date: Wed, 07 May 2025 08:53:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-08 19:07:36.015249
• Title: On the Vulnerability of Underwater Magnetic Induction Communication
• Title（参考訳）: 水中磁気誘導通信の脆弱性について
• Authors: Muhammad Muzzammil, Waqas Aman, Irfan Ullah, Shang Zhigang, Saif Al-Kuwari, Zhou Tian, Marwa Qaraqe,
• Abstract要約: 磁気誘導(MI)通信は、一般に安全な水中無線通信(UWC)技術と考えられている。 水中MI通信における盗聴攻撃について検討し,この攻撃下でのシステムの脆弱性を定量的に測定した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0260880679794957
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Typical magnetic induction (MI) communication is commonly considered a secure underwater wireless communication (UWC) technology due to its non-audible and non-visible nature compared to acoustic and optical UWC technologies. However, vulnerabilities in communication systems inevitably exist and may lead to different types of attacks. In this paper, we investigate the eavesdropping attack in underwater MI communication to quantitatively measure the system's vulnerability under this attack. We consider different potential eavesdropping configuration setups based on the positions and orientations of the eavesdropper node to investigate how they impact the received voltage and secrecy at the legitimate receiver node. To this end, we develop finite-element-method-based simulation models for each configuration in an underwater environment and evaluate the received voltage and the secrecy capacity against different system parameters such as magnetic flux, magnetic flux density, distance, and orientation sensitivity. Furthermore, we construct an experimental setup within a laboratory environment to replicate the simulation experiments. Both simulation and lab experimental confirm the susceptibility of underwater MI communication to eavesdropping attacks. However, this vulnerability is highly dependent on the position and orientation of the coil between the eavesdropper and the legitimate transmitter. On the positive side, we also observe a unique behavior in the received coil reception that might be used to detect malicious node activities in the vicinity, which might lead to a potential security mechanism against eavesdropping attacks.
• Abstract（参考訳）: 典型的な磁気誘導(MI)通信は、音響および光学的UWC技術と比較して、その非可聴性および非可視性のため、安全水中無線通信(UWC)技術と考えられている。 しかし、通信システムの脆弱性は必然的に存在し、異なるタイプの攻撃を引き起こす可能性がある。 本稿では,水中MI通信における盗聴攻撃について検討し,この攻撃下でのシステムの脆弱性を定量的に測定する。 本研究では, 盗聴ノードの位置と向きに基づいて, 盗聴設定の異なる構成を考察し, 盗聴ノードにおける受信電圧と機密度がどのように影響するかを検討する。 この目的のために,水中環境における各構成に対する有限要素法シミュレーションモデルを開発し,磁気フラックス,磁束密度,距離,配向感度などの異なるシステムパラメータに対して受信電圧と機密容量を評価する。 さらに,実験室内で実験装置を構築し,シミュレーション実験を再現する。 シミュレーションと実験室実験の両方で、水中MI通信による盗聴攻撃の可能性が確認された。 しかし、この脆弱性は、盗聴器と正統な送信機との間のコイルの位置と向きに大きく依存している。 肯定的な側面では、受信されたコイル受信において、付近の悪意あるノードの活動を検出するために使用される可能性のあるユニークな挙動も観察し、盗聴攻撃に対する潜在的なセキュリティメカニズムにつながる可能性がある。

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