In this paper, we propose a novel encrypted data transmission scheme using an intelligent reflecting surface (IRS) to generate secret keys in wireless communication networks. We show that perfectly secure one-time pad (OTP) communications can be established by using a simple random phase shifting of the IRS elements. To maximize the secure transmission rate, we design an optimal time slot allocation algorithm for the IRS secret key generation and the encrypted data transmission phases. Moreover, a theoretical expression of the key generation rate is derived based on Poisson point process (PPP) for the practical scenario when eavesdroppers' channel state information (CSI) is unavailable. Simulation results show that employing our IRS-based scheme can significantly improve the encrypted data transmission performance for a wide-range of wireless channel gains and system parameters.


翻译:在本文中,我们提出一个新的加密数据传输计划,使用智能反射表面(IRS)生成无线通信网络的秘密密钥。我们表明,使用IRS元素的简单随机移动,可以建立完全安全的一次性定位(OTP)通信。为了最大限度地提高安全传输率,我们为IRS秘密密钥生成和加密数据传输阶段设计了最佳的时间档分配算法。此外,关键发电率的理论表达法基于Poisson点进程(PPPP),用于没有窃听器频道状态信息(CSI)的实用假设。模拟结果表明,使用我们的IRS计划可以大大改进加密数据传输性能,用于广泛的无线频道收益和系统参数。

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