Random number generator based on RF spectrum sensing: energy detector and spectral correlation function approach

Authors : Ali Rıza EKTİ

Pages : 269-280

Doi:10.25092/baunfbed.680778

View : 17 | Download : 12

Publication Date : 2020-01-10

Article Type : Research Paper

Abstract :Kablosuz iletişim, iki cihazın fiziksel olarak kablolarla birbirine bağlandığı kablolu ağların aksine, kablosuz radyo yayılımının yayın niteliği nedeniyle, yetkili ve yetkisiz kullanıcılara karşı daha açık ve daha savunmasızdır. Bu nedenle, güvenli bir kablosuz radyo iletişimini sağlamak, 5G ve ötesindeki kablosuz ağlar için önemli ve zorunlu bir görevdir. Manipülasyonu önlemek ve bilgilerin gizliliğini sağlamak için güvenli şifreleme algoritmaları gereklidir. Şifreleme algoritmalarının performansı büyük ölçüde rastgele 0 veya 1 ikili sayı bitlerinden oluşturulan rastgele anahtarların oluşturulmasına dayanır ve bu bitler rastgele olmalıdır. Kablosuz spektrumun rastgele doğası kullanılarak, güvenli rastgele anahtarlar üretilebilir. Bu nedenle, bu çalışmada, bilinmeyen alınan sinyalin tespit edilmesi ve sinyalin gürültü kısmının ayrıştırılması için sadece dönemli-durağan işleminin ikinci dereceden istatistiklerinden olan spektral korelasyon fonksiyonunu ve temel enerji detektörü kullanılmaktadır. Bununla birlikte, gürültü ve bilinmeyen sinyalleri ayırt etmek için olasılık kütle işlevi çıktı istatistiklerinin kullanılması da tanıtılmıştır. Görüş hattı koşulları da dikkate alınarak bir ölçüm kurulumu geliştirilmiştir. Elde edilen gürültü istatistikleri, rastgele 0 veya 1 ikili sayı bitlerini üretmek için kullanılır. Ayrıca önerilen spektrum algılama tabanlı rastgele sayı üretecinin performansının ne kadar iyi olduğunu göstermek için NIST 800-22 test yazılımı kullanılmıştır. Spektrum algılamalı RNG'nin başka herhangi bir fiziksel cihaz olmadan doğrudan güvenli veri aktarımı sağlayabildiğini gösteren yüksek kalitede rasgele sayılar elde edilmiştir.
Keywords : Spektrum algılama, rastgele sayı üreticisi, dönemli durağan, spektral korelasyon fonksiyonu, enerji detektörü