基于信道指纹的毫米波MIMO系统身份欺骗攻击检测方案

来源：电子与信息学报杂志2023年第12期北京时间：

作者：杨立君, 李明航, 陆海涛, 郭林

单位：1.南京邮电大学物联网学院 南京 2100032.中兴通讯股份有限公司 深圳 5180573.深圳市5G接入网安全技术研究及应用重点实验室 深圳 5180554.南京邮电大学现代邮政学院 南京 210003

摘要：针对毫米波多输入输出系统(MIMO)中的身份欺骗攻击问题，该文提出一种基于信道指纹的攻击检测方案。在波束域中，毫米波信道图样呈现波束的稀疏性和高方向特性，且这种波束域特性与终端位置有极高的相关性。该文将该波束域信道图样作为一种信道指纹，提出了一种基于信道指纹的身份欺骗攻击检测方案，将欺骗攻击中的终端身份认证问题建模成对其信道指纹的二分类问题，并使用基于监督学习的支持向量机算法求解该分类问题。为获得好的分类效果，基于对信道指纹的数值分析，比较了皮尔逊相关系数、余弦相似度、相关矩阵距离、欧氏距离等相似度指标。根据比较结果，选择最优的指标作为分类特征训练分类模型。仿真结果表明，即使在低信噪比条件下，该方案仍具有高认证准确性和鲁棒性。与现有相关机制相比，攻击检测精度显著提高。

关键词：信道指纹, 身份欺骗攻击, 毫米波, 多输入输出, 支持向量机

基金资助：中兴通讯产学研(2023ZTE08-02)，南京邮电大学校级自然科学基金(NY222132)，中国博士后基金(2017M621798)，江苏省高等学校自然科学研究项目(19KJB510048)，江苏省研究生科研与实践创新计划项目(SJCX21_0300）