Analysis and modeling of the radio channel for secret key generation

Résumé : La sécurité des communications sans fil omniprésentes devient, ces dernières années, de plus en plus une exigence incontournable. Bien que la cryptographie symétrique assure largement la confidentialité des données, la difficulté concerne la génération et la distribution de clés secrètes. Récemment, des études indiquent que les caractéristiques inhérentes du canal de propagation peuvent être exploitées afin de consolider la sécurité. En particulier, le canal radio fournit en effet une source d'aléa commune à deux utilisateurs à partir de laquelle des clés secrètes peuvent être générées. Dans la présente dissertation, nous nous intéressons au processus de génération de clés secrètes (SKG), tout en reliant les propriétés du canal radio à la qualité des clés générées. D'abord nous développons un modèle du canal stochastique, traitant la sécurité du point de vue de l'espion, qui montre une mémoire de canal résiduelle bien au-delà d'une distance de quelques longueurs d'onde (scénarios spatialement non-stationnaires). Ensuite, nous exploitons les degrés de liberté (DOF) du canal et analysons leur impact sur la performance de SKG dans différentes conditions, tout en considérant des canaux plus réalistes en environnements extérieur et intérieur (respectivement grâce à des données déterministes simulées et à des mesures). Les résultats montrent que, même pour des bandes modérées (comme standardisées dans la norme IEEE 802.11), le seul DoF de fréquence ou de son association avec le DoF spatial est souvent suffisant pour générer des longues clés, à condition d'utiliser une méthode efficace de quantification des coefficients complexes du canal.
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Thèse
Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Télécom ParisTech, 2016. English. 〈NNT : 2016ENST0012〉
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Soumis le : mercredi 20 juillet 2016 - 15:39:08
Dernière modification le : jeudi 11 janvier 2018 - 06:23:39

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Taghrid Mazloum. Analysis and modeling of the radio channel for secret key generation. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Télécom ParisTech, 2016. English. 〈NNT : 2016ENST0012〉. 〈tel-01347204〉

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