論文の概要: Secret-Key Agreement Through Hidden Markov Modeling of Wavelet Scattering Embeddings

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.09773v1
• Date: Fri, 10 Oct 2025 18:32:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-14 18:06:29.61806
• Title: Secret-Key Agreement Through Hidden Markov Modeling of Wavelet Scattering Embeddings
• Title（参考訳）: ウェーブレット散乱埋め込みの隠れマルコフモデリングによる秘密鍵合意
• Authors: Nora Basha, Bechir Hamdaoui, Attila A. Yavuz, Thang Hoang, Mehran Mozaffari Kermani,
• Abstract要約: 無線チャネルの相互性に基づくシークレットキーの生成と合意は、IoTネットワークを保護するための有望な道を提供する。 本稿では,ウェーブレット散乱ネットワークを用いた秘密鍵生成手法を提案する。 提案手法は従来のベンチマークに比べて5倍のキー生成率向上を実現している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.456787899961135
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Secret-key generation and agreement based on wireless channel reciprocity offers a promising avenue for securing IoT networks. However, existing approaches predominantly rely on the similarity of instantaneous channel measurement samples between communicating devices. This narrow view of reciprocity is often impractical, as it is highly susceptible to noise, asynchronous sampling, channel fading, and other system-level imperfections -- all of which significantly impair key generation performance. Furthermore, the quantization step common in traditional schemes introduces irreversible errors, further limiting efficiency. In this work, we propose a novel approach for secret-key generation by using wavelet scattering networks to extract robust and reciprocal CSI features. Dimensionality reduction is applied to uncover hidden cluster structures, which are then used to build hidden Markov models for efficient key agreement. Our approach eliminates the need for quantization and effectively captures channel randomness. It achieves a 5x improvement in key generation rate compared to traditional benchmarks, providing a secure and efficient solution for key generation in resource-constrained IoT environments.
• Abstract（参考訳）: 無線チャネルの相互性に基づくシークレットキーの生成と合意は、IoTネットワークを保護するための有望な道を提供する。 しかし、既存のアプローチは、通信機器間の瞬時チャネル計測サンプルの類似性に大きく依存している。 ノイズ、非同期サンプリング、チャネルのフェーディング、その他のシステムレベルの不完全さなど、キー生成のパフォーマンスを著しく損なうためである。 さらに、従来のスキームに共通する量子化ステップは不可逆誤差を導入し、効率をさらに制限する。 本研究では,ウェーブレット散乱ネットワークを用いた秘密鍵生成手法を提案する。 次元性低減は隠れクラスタ構造を明らかにするために適用され、効率的なキーアグリーメントのために隠れマルコフモデルを構築するために使用される。 提案手法は,量子化の必要性を排除し,チャネルのランダム性を効果的に捉える。 従来のベンチマークに比べて5倍のキー生成率向上を実現し、リソース制約のあるIoT環境において、キー生成のためのセキュアで効率的なソリューションを提供する。

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