计算机科学 > 密码学与安全
[提交于 2025年7月20日
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标题: 量子天盾:恶劣天气中低空无线网络的量子密钥分发与后量子认证
标题: Quantum Skyshield: Quantum Key Distribution and Post-Quantum Authentication for Low-Altitude Wireless Networks in Adverse Skies
摘要: 近年来,低空无线网络(LAWNs)已成为支持低空经济的关键骨干,特别是随着无人机(UAVs)和高空平台(HAPs)的密集化。 为了满足不断增长的数据需求,一些LAWN部署采用了自由空间光(FSO)链路,其提供卓越的带宽和光束方向性。 然而,在没有强大安全措施的情况下,传统射频信道和FSO光束仍然容易受到拦截和欺骗,尤其是FSO可能受到湍流、对准误差和天气相关的衰减影响。 为了解决量子时代这些挑战,提出了一种称为Quantum Skyshield的量子安全架构,以实现基站收发台(BTS)和LAWN之间的可靠通信。 所提出的方案将BB84量子密钥分发(QKD)与后量子认证机制相结合。 仿真结果证实,当量子比特误码率(QBER)保持在11%的阈值以下时,可以可靠地生成128位对称密钥。 使用Lamport一次性签名和基于哈希的消息认证码(HMAC)来强制认证,以确保消息的完整性。 一种受Grover启发的威胁检测机制在单次迭代中能够以高达89%的概率识别异常,从而实现实时信任评估。 最后,还识别并讨论了未来的研究挑战,以指导该领域进一步的发展。
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