論文の概要: DTHA: A Digital Twin-Assisted Handover Authentication Scheme for 5G and Beyond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.11669v1
- Date: Fri, 13 Jun 2025 10:59:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-16 17:50:49.757018
- Title: DTHA: A Digital Twin-Assisted Handover Authentication Scheme for 5G and Beyond
- Title（参考訳）: DTHA:デジタルツインアシストによる5G以上のハンドオーバ認証方式
- Authors: Guanjie Li, Tom H. Luan, Chengzhe Lai, Jinkai Zheng, Rongxing Lu,
- Abstract要約: ディジタルツインを利用したセキュアかつ効率的なハンドオーバ認証手法を提案する。
デジタルツインは、セキュアな相互認証とキーネゴシエーションを行う際に、計算処理と対応するMDの支援を行うことができる。
性能評価の結果,提案手法は信号処理,計算,通信オーバーヘッドの面で,最も優れた手法であることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.91525941008347
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: With the rapid development and extensive deployment of the fifth-generation wireless system (5G), it has achieved ubiquitous high-speed connectivity and improved overall communication performance. Additionally, as one of the promising technologies for integration beyond 5G, digital twin in cyberspace can interact with the core network, transmit essential information, and further enhance the wireless communication quality of the corresponding mobile device (MD). However, the utilization of millimeter-wave, terahertz band, and ultra-dense network technologies presents urgent challenges for MD in 5G and beyond, particularly in terms of frequent handover authentication with target base stations during faster mobility, which can cause connection interruption and incur malicious attacks. To address such challenges in 5G and beyond, in this paper, we propose a secure and efficient handover authentication scheme by utilizing digital twin. Acting as an intelligent intermediate, the authorized digital twin can handle computations and assist the corresponding MD in performing secure mutual authentication and key negotiation in advance before attaching the target base stations in both intra-domain and inter-domain scenarios. In addition, we provide the formal verification based on BAN logic, RoR model, and ProVerif, and informal analysis to demonstrate that the proposed scheme can offer diverse security functionality. Performance evaluation shows that the proposed scheme outperforms most related schemes in terms of signaling, computation, and communication overheads.
- Abstract（参考訳）: 第5世代無線システム(5G)の急速な開発と広範な展開により、ユビキタスな高速接続を実現し、全体的な通信性能が向上した。
さらに,5Gを超える統合技術として,サイバー空間におけるディジタルツインは,コアネットワークと対話し,重要な情報を伝達し,対応するモバイルデバイス(MD)の無線通信品質をさらに向上させることができる。
しかし, ミリ波, テラヘルツ帯, 超高密度ネットワーク技術の利用は, 5G 以降における MD の急激な課題となる。
本稿では,5G以降の課題に対処するため,ディジタルツインを利用したセキュアかつ効率的なハンドオーバ認証手法を提案する。
インテリジェント中間体として機能し、認証されたデジタルツインは、ドメイン内およびドメイン間の両方のシナリオにターゲットベースステーションをアタッチする前に、計算を処理し、対応するMDを前もってセキュアな相互認証およびキーネゴシエーションを行う。
さらに,BAN論理,RoRモデル,ProVerifに基づく形式的検証を行い,提案手法が多様なセキュリティ機能を提供できることを示す。
性能評価の結果,提案手法は信号処理,計算,通信オーバーヘッドの面で,最も優れた手法であることがわかった。
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