Secret key agreement scheme based on phase variation of fading in mobile communications

近年，無線通信における盗聴対策として秘密鍵共有方式の研究がされている．電波伝搬特性を用いた秘密鍵共有方式の大半は受信信号強度の標本値を量子化するものである．この論文では，考えられていない位相差変動にレベル交差時刻情報を用いた秘密鍵共有方式を提案する．提案方式では，各々の正規局で信号の送受信を交互に行い，伝搬特性を測定する．受信機雑音の影響を低減するために，受信信号は周波数領域におけるフィルタにより雑音が取り除かれる．送信局側では測定された電波伝搬特性から，ある標本値を基準値として設定する．レベル交差検出のための基準値は公開通信路を通して送信局から受信局に伝達される．受信局側ではその基準値がレベル交差した時の時刻情報を取得する．レベル交差時刻情報はこの過程の繰り返しにより連続的に取得される．受信局側は取得した時刻情報間に存在する間隔データ算出後，その間隔データを2進符号化する．生成されたその2進符号化ビットが秘密鍵共有のためのビット列となる．Recently，a secret key agreement scheme using radio propagation characteristics has been studied as a countermeasure against eavesdropping in wireless communication．Most of secret key agreement schemes using radio propagation characteristics uses quantization of sample value of the received signal strength variation．This paper proposes a method of sharing secret key using level crossing time information based on a phase difference variation that is not considered．In the proposed system，each station alternately transmits and receives signal and measures the propagation characteristics．In order to reduce the influence of noise，the noise is removed from received signal by using filter in frequency domain．From the measured radio propagation characteristics at the transmitter station，set a certain sample value to the standard value．The standard value to detect a level crossing is transmitted from a transmitter station to a receiving station through a public channel．The receiving station acquires time information when a level cross for the standard value．The information of the level crossing time is acquired continually by repetition of this processing．After the receiving station calculates existing space data between the acquired time，the space data is encoded to binary．The binary encoding bit is a bit sequence for secret key generation