Extracción de Claves Físicas en Comunicaciones por Acoplamiento Galvánico: Análisis de Fiabilidad y Seguridad
Autores: Borghini, Giacomo; Caputo, Stefano; Vizziello, Anna; Savazzi, Pietro; Coviello, Antonio; Magarini, Maurizio; Jayousi, Sara; Mucchi, Lorenzo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Extracción de Claves Físicas en Comunicaciones por Acoplamiento Galvánico: Análisis de Fiabilidad y Seguridad
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Evolución
Redes 6g
Seguridad en la capa física
Acoplamiento galvánico
Claves criptográficas
Integridad de datos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La evolución hacia redes de sexta generación (6G) prevé a los humanos como nodos activos dentro de un ecosistema digital completamente interconectado, respaldado por datos recopilados de sensores dentro y sobre el cuerpo. Dado que muchos de estos dispositivos no están equipados para conectarse directamente a redes 6G, las Redes de Área Corporal Inalámbricas (WBANs) sirven como una capa intermedia esencial. Sin embargo, las tecnologías convencionales de radiofrecuencia enfrentan limitaciones en términos de eficiencia energética, seguridad e integridad de los datos, lo que motiva la adopción de mecanismos de seguridad livianos. La Seguridad en la Capa Física (PLS), y en particular la Extracción de Claves Físicas (PKE), ofrece una solución prometedora al permitir que los dispositivos legítimos derivan claves criptográficas compartidas de las propiedades recíprocas del canal de comunicación. La comunicación por acoplamiento galvánico (GC) ha surgido recientemente como una alternativa de tecnología de transmisión sobre el cuerpo a la radiofrecuencia (RF), que explota señales eléctricas de bajo consumo que se propagan a través del tejido biológico. Basándose en estudios de viabilidad previos, este trabajo propone un marco de PKE adaptado a los canales GC, integrando un método de reconciliación de claves liviano, basado en códigos de corrección de errores Hamming (7,4), y evaluando el rendimiento del sistema a través de indicadores clave de rendimiento (KPI) dedicados a la fiabilidad y seguridad. Los resultados revelan un compromiso moldeado por la colocación de electrodos y los parámetros de cuantización del canal. Entre los probados, la configuración óptima se logra con un espaciado transversal de 3 cm entre electrodos tanto en el transmisor como en el receptor, y una separación longitudinal de 3 cm entre el transmisor y el receptor, al cuantizar la respuesta al impulso del canal con dos bits de cuantización. Si bien este trabajo se centra en validar el método en condiciones controladas para establecer un marco de estudio confiable, los desarrollos futuros se centrarán en la reconciliación mejorada, la amplificación de la privacidad y el análisis del canal GC considerando variaciones fisiológicas y ambientales.
Descripción
La evolución hacia redes de sexta generación (6G) prevé a los humanos como nodos activos dentro de un ecosistema digital completamente interconectado, respaldado por datos recopilados de sensores dentro y sobre el cuerpo. Dado que muchos de estos dispositivos no están equipados para conectarse directamente a redes 6G, las Redes de Área Corporal Inalámbricas (WBANs) sirven como una capa intermedia esencial. Sin embargo, las tecnologías convencionales de radiofrecuencia enfrentan limitaciones en términos de eficiencia energética, seguridad e integridad de los datos, lo que motiva la adopción de mecanismos de seguridad livianos. La Seguridad en la Capa Física (PLS), y en particular la Extracción de Claves Físicas (PKE), ofrece una solución prometedora al permitir que los dispositivos legítimos derivan claves criptográficas compartidas de las propiedades recíprocas del canal de comunicación. La comunicación por acoplamiento galvánico (GC) ha surgido recientemente como una alternativa de tecnología de transmisión sobre el cuerpo a la radiofrecuencia (RF), que explota señales eléctricas de bajo consumo que se propagan a través del tejido biológico. Basándose en estudios de viabilidad previos, este trabajo propone un marco de PKE adaptado a los canales GC, integrando un método de reconciliación de claves liviano, basado en códigos de corrección de errores Hamming (7,4), y evaluando el rendimiento del sistema a través de indicadores clave de rendimiento (KPI) dedicados a la fiabilidad y seguridad. Los resultados revelan un compromiso moldeado por la colocación de electrodos y los parámetros de cuantización del canal. Entre los probados, la configuración óptima se logra con un espaciado transversal de 3 cm entre electrodos tanto en el transmisor como en el receptor, y una separación longitudinal de 3 cm entre el transmisor y el receptor, al cuantizar la respuesta al impulso del canal con dos bits de cuantización. Si bien este trabajo se centra en validar el método en condiciones controladas para establecer un marco de estudio confiable, los desarrollos futuros se centrarán en la reconciliación mejorada, la amplificación de la privacidad y el análisis del canal GC considerando variaciones fisiológicas y ambientales.