一种抵抗信号注入式攻击的智能超表面辅助密钥生成机制

来源：电子与信息学报杂志2026年第5期北京时间：

作者：杨立君, 汪昊旻, 诸天成, 吴蒙

单位：1.南京邮电大学物联网学院 南京 2100032.南京邮电大学通信与信息工程学院 南京 210003

摘要：该文针对智能超表面(RIS)辅助下的密钥生成技术，从攻击与防御双视角开展研究。首先，基于攻击方视角提出了一种改进的联合密钥推测攻击策略，主动窃听者可结合注入信号和信道空间相关性进行联合密钥推测，显著加剧密钥生成过程的安全威胁；其次，从防御方视角提出了一种利用RIS随机化信道的抗注入式攻击密钥生成方案，合法用户通过调控RIS，在每个探测回合中主动随机化信道状态信息，迫使窃听者无法有效实施信号注入式攻击，从而降低密钥泄露风险并抑制密钥推测概率；进一步地；推导了该方案合法信道密钥容量和窃听信道密钥容量的理论表达式，定量分析了信噪比和窃听信道功率占比对合法信道密钥容量和窃听信道密钥容量的影响。仿真结果表明，相比现有方案，所提方案在克服准静态场景信道变化缓慢的基础上，提升了密钥生成系统的安全性。即使窃听者增大注入信号功率，窃听信道的密钥容量也呈现基本不变的趋势，有效抵御了信号注入式攻击的威胁。

关键词：智能超表面, 密钥推测, 物理层密钥生成, 信号注入攻击

基金资助：国家自然科学基金(62372244, 62172235)，中兴通讯产学研(2023ZTE08-02)，江苏省重点研发计划重点项目(BE2023025)，江苏省研究生科研与实践创新计划(SJCX24_0299)，南京邮电大学校级自然科学基金(NY225164)