مروری بر روش‌های احراز هویت لایه‌ی فیزیکی، معیارهای سنجش و حملات آن‌ها

یکی از ابزارهای بالابردن امنیت ارتباط، احراز هویت است. روش‌های رمزنگاری، راه‌حل رایجی برای این هدف هستند. این روش‌ها که در لایه‌های بالای شبکه انجام می‌شوند؛ در مقابل فوایدی که دارند چالش‌هایی مانند افزایش محاسبات و تاخیر، امکان فاش‌شدن کلید، نفوذ دشمن به داخل سامانه و غیره را نیز به همراه دارند. به‌ویژه، در ارتباطاتی که یک طرف آن، قدرت محاسباتی بالایی نداشته باشد، این فرآیند با مشکلاتی روبرو می‌شود. یک راه حل جدید در این حوزه، بهره‌گیری از ویژگی‌های لایه‌ی فیزیکی است که هدف آن، قرار دادن نشانه‌ای فیزیکی در سیگنال ارسالی برای احراز هویت است. برای این کار می‌توان از ویژگی‌های مختلف کانال، موقعیت و سرعت متحرک، نویز و غیره استفاده کرد. سپس باید این ویژگی‌ها را به صورت شکل موج تبدیل کرد و همراه اطلاعات ارسالی، فرستاد. در این پژوهش، ابتدا مروری از پژوهش‌های پیشین آورده‌شده و به تفاوت‌های استفاده از لایه‌ی فیزیکی با روش‌های لایه‌های بالاتر پرداخته‌شده‌است. همچنین معیارهای لازم برای ارزیابی احراز هویت لایه‌ی فیزیکی آورده‌شده‌است. سپس دسته‌بندی‌های موجود برای احراز هویت لایه‌ی فیزیکی بررسی‌شده‌اند و یک دسته‌بندی جدید از نظر میزان پنهانی برچسب هویتی در سیگنال ارائه‌شده‌است. در انتهای این مقاله، حملات ممکن و راه‌های مقابله با ‌آن‌ها بررسی و طبقه‌بندی‌شده‌اند و پیشنهادهایی برای پژوهش‌های بعدی در این حوزه داده‌شده‌است.

an overview of physical-layer authentication methods, performance metrics, and their vulnerabilities to attacks

authentication plays a pivotal role in ensuring communication security. cryptographic methods are frequently employed to fulfill this purpose. these methods, implemented at upper network layers, encounter challenges including complexity, power consumption, and overhead. particularly for users with limited computational power, these methods encounter challenges. a novel solution to overcome these challenges is physical layer authentication (pla), which involves utilizing physical layer features to embed a tag in the transmitted signal for authentication, leveraging various channel characteristics such as position, velocity, noise, etc. in this paper, a review of previous research is provided, highlighting the differences between physical layer and upper-layer authentication. furthermore, existing categorizations for pla and a novel classification based on covertness levels are provided. moreover, possible attacks and corresponding countermeasures are investigated, followed by suggestions for future research in this area.