論文の概要: gr-PHYSEC: Real-time Channel-based Key Generation for Physical Layer Secure Wireless Communications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.16375v1
- Date: Mon, 14 Sep 2026 21:37:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-16 14:56:08.249874
- Title: gr-PHYSEC: Real-time Channel-based Key Generation for Physical Layer Secure Wireless Communications
- Title（参考訳）: gr-PHYSEC: 物理層セキュア無線通信のためのリアルタイムチャネルベースのキージェネレーション
- Abstract要約: gr-PHYSECは、リアルタイム物理層鍵生成のための新しい暗号アウトオブツリー(OOT)モジュールである。
ニューラルネットワークをRadioに組み込んで、プローブ交換中にチャネルの特徴を抽出する。
結果は、キーの不一致率と強いランダム性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5301721673195314
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Securing wireless communication against eavesdropping is critical, particularly in dynamic and decentralized environments. We present gr-PHYSEC, a new GNU Radio out-of-tree (OOT) module for real-time physical-layer key generation. Unlike traditional key generation that relies on pre-shared secrets or computational complexity, our approach derives symmetric keys from the wireless channel's inherent randomness. We embed a trained neural network within GNU Radio to extract channel features between trusted parties (Alice and Bob) during probe exchanges. These features are quantized into binary keys, reconciled via Reed-Solomon encoding, and further secured with SHA-512 hashing. The generated keys are then directly used to encrypt data. Real-world experiments at the FAU CAAI connected robotics testbed using ADALM Pluto software-defined radios and NVIDIA Jetson Orin validate the approach with ground robotic platforms. Results demonstrate low key disagreement rates and strong randomness, as verified by the NIST test suite for random and pseudorandom number generators for cryptographic applications. This integration showcases how GNU Radio can support real-time AI-driven security solutions, pushing the boundaries of software-defined secure communication. The source code for this project is available at: https://github.com/C2A2-at-Florida-Atlantic-University/gr-PHYSEC
- Abstract（参考訳）: 盗聴に対する無線通信の確保は特に動的・分散環境において重要である。
我々はGNU Radio out-of-tree (OOT) モジュールである gr-PHYSEC について述べる。
事前共有された秘密や計算の複雑さに依存する従来の鍵生成とは異なり、我々の手法は無線チャネル固有のランダム性から対称鍵を導出する。
我々は、GNU Radioにトレーニングされたニューラルネットワークを組み込み、プローブ交換中に信頼できる関係者(AliceとBob)間のチャネル特徴を抽出する。
これらの機能はバイナリキーに量子化され、リード・ソロモンエンコーディングを介して調整され、さらにSHA-512ハッシュで保護される。
生成されたキーはデータを暗号化するために直接使用される。
FAU CAAIの実際の実験では、ADALM Plutoのソフトウェア定義ラジオとNVIDIA Jetson Orinを使って、地上ロボットプラットフォームによるアプローチを検証する。
結果は、暗号アプリケーション用のランダムおよび擬似乱数生成のためのNISTテストスイートで検証された、低い鍵不一致率と強いランダム性を示す。
この統合は、GNU RadioがリアルタイムAI駆動のセキュリティソリューションをサポートする方法を示し、ソフトウェア定義のセキュアな通信の境界を押し進めている。
プロジェクトのソースコードは、https://github.com/C2A2-at-Florida-Atlantic-University/gr-PHYSECで公開されている。
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