当前位置：首页 > news >正文

面向多用户场景的恢复机制驱动的无线组密钥生成协议

news 来源：原创 2025/7/5 7:41:11

中文标题：面向多用户场景的恢复机制驱动的无线组密钥生成协议英文标题：A Recovery Mechanism-driven Wireless Group Key Generation Protocol for Multi-User Scenarios

作者信息：

Huaicong Zhang, Yawen Huang, Jiabao Yu, Boqian Liu, Aiqun Hu, Senior Member, IEEE
Huaicong Zhang 和 Yawen Huang 来自青海大学计算机技术与应用学院，以及青海理工大学计算机与信息科学学院。
Jiabao Yu 和 Boqian Liu 来自紫金山实验室，南京，中国。
Aiqun Hu 来自东南大学信息科学与工程学院，以及紫金山实验室，南京，中国。

论文出处：《JOURNAL OF LATEX CLASS FILES》, 第14卷，第8期，2024年8月。

主要内容概述：

摘要：本文提出了一种新颖的恢复机制驱动的无线组密钥生成协议，旨在促进星型网络拓扑中的密钥共享。该协议通过根节点为每个成员节点分配唯一的组密钥组件，然后利用前向纠错机制分发所有组密钥组件，减少了系统开销。最终，所有成员节点利用恢复机制和各自的组密钥组件获得相同的完整组密钥，实现组密钥分发。与现有方案相比，该协议避免了因重复分发相同组密钥而引起的重大信息泄露，增强了安全性。此外，本文还设计并实现了一个基于ESP32的实际无线组密钥生成系统，并开发了一个多用户信道状态信息(CSI)提取工具。实验结果表明，该协议能够生成具有高随机性的组密钥，并且得益于良好的信道互易性，适合于多用户通信场景中的密码应用。

引言：随着物联网(IoT)技术的快速发展，数十亿IoT设备连接到互联网，形成了智能和高度感知的数字生态系统。在这些系统中，组通信技术变得至关重要，提高了设备间交互的灵活性和效率。然而，由于IoT设备容易受到攻击和威胁，确保组通信中众多参与者之间的安全信息共享成为一个重大挑战。本文主要关注不依赖于计算复杂性的组密钥生成方案，特别是物理层密钥生成(PKG)方案，该方案利用无线通信中上行链路和下行链路的自然互易性，实现两个合法通信方之间的共享密钥生成和更新。

相关工作：本节介绍了现有的IK-GKG和UK-GKG协议，为后续的安全分析奠定了基础。

安全分析：本节分析了现有IK-GKG和UK-GKG协议在星型网络拓扑中的安全性，特别是在被动窃听攻击下。分析结果表明，当网络中节点数量为偶数时，攻击者有机会获得组密钥。

恢复机制驱动的多用户密钥生成协议：本节首先提出了RMUK-GKG协议，并与IK-GKG和UK-GKG协议进行了比较。RMUK-GKG协议利用恢复机制和前向纠错机制实现安全的组密钥分发。

无线组密钥生成系统设计：本节设计了一个实际的无线组密钥生成系统，包括信道测量、预处理、量化和组密钥分发四个部分。

信道测量：
- 系统使用ESP32作为无线信道状态信息(CSI)提取工具，以实现多用户信道测量。
- 通过定义工作队列Q存储MAC地址，并设计多线程轮询机制，实现了AP（接入点）与所有站点之间的信道测量。
预处理：
- 从信道测量中获得的信道频率响应(CFR)数据用于生成密钥。考虑到边缘子载波的互易性较差，仅使用中间48个子载波的CFR进行密钥生成。
- 对CFR的幅度进行归一化处理，以减少上行和下行传输链路增益差异对CSI的影响。
- 采用平滑滤波器减少传输链路噪声的影响，并进行固定重排列以减少量化过程中连续不匹配比特的影响。
量化：
- 采用等概率量化算法将模拟信道信息值转换为离散整数，并应用格雷编码以减少初始密钥之间的密钥不一致率(KDR)。
组密钥分发：
- 根据提出的协议，根节点和成员节点在量化阶段后进行组密钥的生成和分发。
- 系统在组密钥生成时，首先通过XOR操作生成1024位的初始组密钥GKI，然后均匀提取每4位，得到最终256位的组密钥GK。
- 使用极化编码作为纠错码，编码率为0.25，码长为1024位，以验证解码结果的正确性。
系统实现：
- 系统使用Qt语言编写可视化界面，并在Ubuntu 20.04 LTS上运行。系统包括根节点（AP）和成员节点（Station i），每个角色都需要一个ESP32模块和一台PC。
- 实验测试在不同环境下进行，包括室内外静态和移动场景，以评估系统性能。
性能评估：
- 通过皮尔逊相关系数分析信道互易性，KDR评估初始密钥之间的一致性，分布失败率评估组密钥分发效率，以及NIST随机性测试套件评估生成密钥的随机性。

实验与分析：本节基于系统架构设计，实现了一个无线组密钥生成系统，并在室内外不同环境下进行了实验。实验结果表明，所提出的协议在高信道互易性、低密钥不一致率和良好密钥随机性方面表现出色。

结论：本文研究了多用户场景下的组密钥生成协议，分析了现有协议的安全性，并提出了一种新的恢复机制驱动的组密钥生成协议。实验结果表明，所提出的协议在多用户通信场景中具有良好的性能。未来的工作将集中在链式和网状网络拓扑的组密钥生成方案上。

面向多用户场景的恢复机制驱动的无线组密钥生成协议

中文标题：面向多用户场景的恢复机制驱动的无线组密钥生成协议英文标题：A Recovery Mechanism-driven Wireless Group Key Generation Protocol for Multi-User Scenarios 作者信息： Huaicong Zhang, Yawen Huang, Jiabao Yu, Boqian Liu, …...

编程日记 2025/7/5 7:41:11

ROS2教程 - 2 环境安装

更好的阅读体验：https://www.foooor.com 2 环境安装下面以 ROS2 的 humble 版本为例，介绍 ROS2 的安装。 ROS1 只能在 ubuntu 系统上安装，ROS2全面支持三种平台：Ubuntu、MAC OS X、Windows10，下面在 Ubuntu22.04 …...

编程日记 2025/7/1 23:29:48

力扣200 岛屿数量 Java版本

文章目录题目描述代码题目描述给你一个由 ‘1’（陆地）和 ‘0’（水）组成的的二维网格，请你计算网格中岛屿的数量。岛屿总是被水包围，并且每座岛屿只能由水平方向和/或竖直方向上相邻的陆地连接形成。 …...

编程日记 2025/7/5 7:27:02

每日速记10道java面试题03

其他资料每日速记10道java面试题01-CSDN博客每日速记10道java面试题02-CSDN博客目录一、你使用过java的反射机制吗？如何应用反射？ 二、什么是泛型？泛型的作用是什么？ 三、java的泛型擦除是什么？ 四、Java 中…...

编程日记 2025/7/4 16:49:13

力扣刷题TOP101：6.BM7 链表中环的入口结点

目录： 目的思路复杂度记忆秘诀 python代码目的 {1,2},{3,4,5}, 3 是环入口。思路这个任务是找到带环链表的环入口。可以看作是上一题龟兔赛跑（Floyd 判圈算法）的延续版：乌龟愤愤不平地举报兔子跑得太快，偷偷…...

编程日记 2025/6/29 20:40:15

智慧防汛平台在城市生命线安全建设中的应用

随着城市化进程的加快，城市基础设施的复杂性和互联性不断增强，城市生命线的安全管理面临前所未有的挑战。智慧防汛平台作为城市生命线安全建设的重要组成部分，通过现代信息技术提升城市防汛应急管理的智能化水平，保障城市安全。 …...

编程日记 2025/7/2 23:08:53

高德应用OceanBase云数据库的升级选型与迁移干货

业务背景高德，DAU已在亿级，时时刻刻都持续不断地产生着庞大的数据。随着数据量的迅猛增长，对现有的业务数据存储能力构成日益严峻的挑战。以我所在部门中的某一大型服务为例，其存储在XDB中的数据量往往达到数百TB之巨&#xf…...

编程日记 2025/7/3 16:43:42

Flink cdc同步增量数据timestamp字段相差八小时（分析｜解决）不是粘贴复制的！

问题我使用flink cdc同步mysql到mysql遇到了timestamp字段缺少八小时的问题。很少无语，flink ,cdc,debezium时区都设置了，没有任何效果！ 分析问题出现在mysql binlog身上！！！ 因为默认mysql会使用UTC来…...

编程日记 2025/7/3 4:46:09

用shell脚本写一个通用的监听程序异常并重启脚本

进来服务器的程序php-fpm时常在并发下时常挂掉，而且时常在凌晨2点以后，通过排查是因为php配置需要调整并发，同时，为了不影响我休息（以前老师说：能用机器和程序解决问题的坚决不用人去操作，这样才…...

编程日记 2025/7/3 4:28:56

使用 Go 语言中的 Context 取消协程执行

使用 Go 语言中的 Context 取消协程执行在 Go 语言中，协程（goroutine）是一种轻量级的线程，非常适合处理并发任务。然而，如何优雅地取消正在运行的协程是一个常见的问题。本文将通过一个具体的例子来展示如何使用 con…...

编程日记 2025/7/1 15:57:27

使用经典的Java，还是拥抱新兴的Rust？

在当代互联网时代的企业级开发中，技术栈的选择往往牵动着每个团队的神经。随着Rust语言的崛起，许多开发团队开始重新思考：是继续坚持使用经典的Java，还是拥抱新兴的Rust？这个问题背后，折射出的是对技术演进…...

编程日记 2025/7/5 5:41:31

《算法导论》英文版前言To the teacher第3段研习录：题海战术有没有？

【英文版】 We have included 957 exercises and 158 problems. Each section ends with exercises, and each chapter ends with problems. The exercises are generally short questions that test basic mastery of the material. Some are simple self-check thought exer…...

编程日记 2025/7/2 7:39:16

XELA - uSkin 三轴触觉传感器：为机器人赋予敏锐触感

XELA Robotics 的 uSkin 触觉传感器以其创新性在机器人技术中备受关注。它凭借高密度设计和三轴力测量能力，大幅提升了机器人的触觉感知能力，这种技术不但增强了机器人的智能化和柔性，还为不同行业的应用创造了广泛的可能性。其中在机器人灵巧…...

编程日记 2025/7/4 13:30:52

k8s常用命令总结

以下是 Kubernetes 所有常用命令的详细总结，涵盖了 kubectl 的各个方面，包括基本操作、资源管理、调试、监控等。每个命令都附有简要说明和示例。 1. 基本命令查看 Kubernetes 版本 kubectl version 查看集群信息 kubectl cluster-info 查看当前上…...

编程日记 2025/7/5 7:39:10

即时通讯| IM+RTC在AI技术加持下的社交体验

即时通讯作为互联网的重要应用之一，见证了中国互联网30年发展的辉煌历程。它从最初的文字交流，发展到如今的语音、视频通话，甚至是虚拟现实社交，已经渗透到生活的社交、娱乐、商务等方方面面，成为现代社会不可或缺的一…...

编程日记 2025/6/28 14:29:08

评估人工智能生成答案准确性

目录评估人工智能生成答案准确性评估人工智能生成答案准确性在评估人工智能（AI）系统生成的答案准确性时，我们主要关注两个方面：事实相似性和语义相似性。这两个方面的加权平均分数被用来衡量系统回答的准确性。事实相似性：事实相似性通过F1分数来计算。F1分数是精确…...

编程日记 2025/6/27 20:19:04

scala的守卫语句格式

import scala.io.StdIn object test49{//从控制台读入一个数字a,使用（StdIn.readInt）//如果a>0并且a<3,打印[0-3]//如果a>4并且a<8,打印[4-8]//否则:打印未匹配 // def main(args: Array[String]): Unit { // val aStdIn.readInt()//等…...

编程日记 2025/7/4 20:03:15

结构型模式-组合模式

组合模式（Composite Pattern）是一种结构型设计模式，它通过将对象组合成树形结构来表示“部分-整体”的层次结构，从而使客户端对单个对象和组合对象的使用具有一致性。适用场景需要表示对象的层次结构：如文件系统、组…...

编程日记 2025/7/5 7:25:39

（超详细图文）PLSQL Developer 配置连接远程 Oracle 服务

1、下载配置文件 （超详细图文详情）Navicat 配置连接 Oracle-CSDN博客将下载的文件解压到单独文件夹，如：D:\App\App_Java\Oracle\instantclient-basic-windows.x64-19.25.0.0.0dbru 2、配置打开 PLSQL Developer，登…...

编程日记 2025/7/2 22:57:59

【AI系统】昇腾 AI 架构介绍

昇腾 AI 架构介绍昇腾计算的基础软硬件是产业的核⼼，也是 AI 计算能⼒的来源。华为，作为昇腾计算产业⽣态的⼀员，是基础软硬件系统的核⼼贡献者。昇腾计算软硬件包括硬件系统、基础软件和应⽤使能等。而本书介绍的 AI 系统整体架构&#…...

编程日记 2025/7/1 17:07:12

D83【python 接口自动化学习】- pytest基础用法

day83 pytest测试用例执行顺序学习日期：20241129 学习目标：http定义及实战 -- pytest测试用例执行顺序学习笔记： 测试用例执行顺序默认执行顺序使用pytest-ordering自定义顺序 pytestrequests练习 import requestsdef test_mobile()…...

编程日记 2025/7/1 13:07:14

浅谈C#库之Memcached

一、Memcached库介绍 Memcached是一个开源的高性能分布式内存缓存系统，它通过将数据存储在内存中来加速动态Web应用。以下是Memcached的一些关键特点： 1、高性能：Memcached使用内存进行数据存储，访问速度极快。 2、分布式&…...

编程日记 2025/7/2 13:47:41

基于Matlab的图像去噪算法仿真

中值滤波的仿真本节选用中值滤波法对含有高斯噪声和椒盐噪声的图像进行去噪，并用Matlab软件仿真。 （1）给图像加入均值为0，方差为0.02的高斯噪声，分别选择33模板、55模板和77模板进行去噪 Matlab部分代码&#xff1…...

编程日记 2025/6/30 23:58:55

YOLOv9改进，YOLOv9引入CAS-ViT（卷积加自注意力视觉变压器）中AdditiveBlock模块，二次创新RepNCSPELAN4结构

摘要 CAS-ViT 是一种为高效移动应用设计的视觉Transformer。模型通过结合卷积操作与加性自注意机制，在保持高性能的同时显著减少计算开销，适合资源受限的设备如手机。其核心组件 AdditiveBlock 通过多维度信息交互和简化的加性相似函数，实现了高效的上下文信息整合，避免了…...

编程日记 2025/6/30 8:43:22

Ubuntu 关机命令

在 Ubuntu 系统中，有几种方法可以关机。以下是常用的关机命令及其说明： 1. 使用 shutdown 命令 shutdown 命令是最常用和最灵活的关机方式。它可以设置定时关机，并且可以发送警告消息给所有登录用户。立即关机 sudo shutdown now定时关机…...

编程日记 2025/7/3 20:47:24

使用Gradle编译前端的项目

使用Gradle编译前端的项目前言项目结构根项目（parent-project）的 settings.gradle.kts后端项目（backend）的 build.gradle.kts前端项目（frontend）的 build.gradle.kts打包bootJar 前言最近的项目都是使用…...

编程日记 2025/6/27 20:18:56

React进阶面试题目（三）

如何在 React 中实现滚动动画？ 在 React 中实现滚动动画可以通过多种方式实现，以下是一个基本的实现步骤： 构建组件：首先构建需要展示滚动动画的组件，例如一个 About 组件，它包含一些文本或元素。监听滚动…...

编程日记 2025/7/3 23:39:15

每日计划-1129

1. 完成 200. 岛屿数量 class Solution { private:void dfs(vector<vector<char>>& grid,int r,int c){int nrgrid.size();int ncgrid[0].size();grid[r][c]0;if (r - 1 > 0 && grid[r-1][c] 1) dfs(grid, r - 1, c);if (r 1 < nr && …...

编程日记 2025/7/2 3:59:52

杭州网世一站式网络解决方案,助力安邦护卫网络升级改造

随着信息技术的不断进步，浙江台州安邦护卫有限公司现有的网络设备已无法满足其日益增长的业务需求。网络性能瓶颈、安全隐患和管理复杂性等问题逐渐凸显，严重影响了企业的运营效率和服务质量。为了解决这些问题，浙江台州安邦护卫有限公司决定…...

编程日记 2025/7/3 19:14:13

vue3.0 根据富文本html页面生成压缩包（含视频在线地址、图片在线地址、前端截图、前端文档）

vue3.0生成压缩包（含在线地址、前端截图、前端文档） 需求描述效果开始下载插件包基本代码构造点击下载按钮1.截图content元素，并转化为pdfcanvas putImageData、getImageDatagetImageData 获取指定矩形区域的像素信息putImageData 将这些数据…...

编程日记 2025/7/2 23:08:25

从0开始学PHP面向对象内容之常用设计模式（享元）

二、结构型设计模式 7、享元模式（Flyweight Pattern） 这里是引用享元模式（Flyweight Pattern） 是一种结构型设计模式，旨在通过共享对象来减少内存使用，尤其适用于大量相似对象的场景。通过共享和重用对象的…...

编程日记 2025/7/1 12:05:23

Idea 2024.3 突然出现点击run 运行没有反应，且没有任何提示。

写这篇文章的目的是为了提供一个新的解决思路，因为存在同病不同原因。如果你进行了1. 检查运行配置 (Run Configuration) 2. 清理和重建项目 3. 清除缓存并重启 IDEA 4.排除kotlin 5.重装idea等等操作之后仍然没有解决，可以试着按一下步骤进行解决。检…...

编程日记 2025/7/1 23:13:31

拥抱 OpenTelemetry：阿里云 Java Agent 演进实践

作者：陈承背景在 2018 年的 2 月，ARMS Java Agent 的第一个版本正式发布，为用户提供无侵入的的可观测数据采集服务。6 年后的今天，随着软件技术的迅猛发展、业务场景的逐渐丰富、用户规模的快速增长，我们逐渐发现过…...

编程日记 2025/7/2 23:57:52

【Linux】开发工具

这篇文章主要涉及sudo指令进行提权的方法，gcc/g的使用并且提及了一些make、makefile sudo指令在前几篇文章中，我们先后了解了对于不同的角色来说，可以进行不同的操作，而对于新建的普通用户是不能进行权限提升的，这是…...

编程日记 2025/7/5 7:41:11

网络通信基础：TCP/IP、UDP、三次握手、Socket与HTTP协议详解

在网络通信的世界中，TCP/IP、UDP、三次握手、Socket和HTTP协议是不可或缺的基本概念。它们构成了网络通信的基石，对于理解网络编程和设计网络应用程序至关重要。本文将详细介绍这些概念，帮助读者更好地理解网络通信的原理。首先&#xff0c…...

编程日记 2025/7/3 12:18:35

（Python）前缀和

前缀和： 前缀和预先计算并存储一系列连续元素的总和，是一种优化技巧，提高算法效率。记录一个数组中各下标位置之前的所有元素的总和，本文对应下标的总和中不含对应下标元素本身。若有需要也可以对应下标记录的总和包含下标本身元…...

编程日记 2025/7/1 8:24:17

【Linux】-操作系统

🔑🔑博客主页：阿客不是客 🍓🍓系列专栏：深入代码世界，了解掌握 Linux 欢迎来到泊舟小课堂 😘博客制作不易欢迎各位👍点赞⭐收藏➕关注一、冯•诺依曼架构&#xff…...

编程日记 2025/7/2 18:43:31

shell echo双引号和单引号区别

echo双引号"" var1"a" var2"b" echo -e "$var1\t$var2"输出： 使用双引号 "" 时，变量会被正确解析。 echo单引号‘’ var1"a" var2"b" echo -e $var1\t$var2输出： …...

编程日记 2025/6/27 20:39:16

嵌入式QT学习第3天：UI设计器的简单使用

Linux版本号4.1.15 芯片I.MX6ULL 大叔学Linux 品人间百味思文短情长 Qt Creator 里自带的 Qt Designer，使用 Qt Designer 比较方便的构造 UI 界面。在 UI 文件添加一个按钮左边找到 Push Button，然后拖拽到中…...

编程日记 2025/6/30 1:32:38

Nuxt.js 应用中的 render：response 事件钩子

title: Nuxt.js 应用中的 render：response 事件钩子 date: 2024/11/29 updated: 2024/11/29 author: cmdragon excerpt: render:response 是一个在 Nuxt.js 中与服务器端渲染（SSR）相关的钩子，它会在请求的响应发送之前被调用。这个钩子的目的是让开发者可以在响应发送之…...

编程日记 2025/7/1 16:06:07

Node报错：npm error code ETIMEDOUT

1、报错详细信息 npm error code ETIMEDOUT npm error syscall connect npm error errno ETIMEDOUT npm error network request to https://registry.npmjs.org/express failed, reason: connect ETIMEDOUT 104.16.1.35:443 npm error network This is a problem related to ne…...

编程日记 2025/7/2 13:39:13

相关文章：