Criptografía Avanzada Usando Nanoantenas en Comunicación Inalámbrica
Autores: Alves, Francisco; Torres, João Paulo N.; dos Santos, P. Mendonça; Lameirinhas, Ricardo A. Marques
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Criptografía Avanzada Usando Nanoantenas en Comunicación Inalámbrica
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Cifrado
Descifrado
Nanoantena
ECDH
Corrección de errores
Establecimiento de claves
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo presenta un marco de cifrado y descifrado de extremo a extremo para asegurar señales electromagnéticas procesadas a través de una nanoantena. El sistema integra normalización de amplitud, cuantificación uniforme y corrección de errores hacia adelante de Reed-Solomon con establecimiento de claves a través de ECDH y cifrado XOR bit a bit. Se evaluaron dos tipos de señales: un pulso gaussiano sintético y una forma de onda de voz sintética, que representan datos de baja y alta entropía, respectivamente. Para la señal gaussiana, la reconstrucción logró un RMSE = 11.42, MAE = 0.86, PSNR = 26.97 dB y un coeficiente de correlación de Pearson = 0.8887. La señal de voz mostró métricas de error elevadas, con un RMSE = 15.13, MAE = 2.52, PSNR = 24.54 dB y correlación de Pearson = 0.8062, pero mantuvo una fidelidad adecuada. El análisis de entropía indicó cambios mínimos entre la señal original y la señal reconstruida. Además, las pruebas de avalancha confirmaron una fuerte sensibilidad de clave, con cambios de un solo bit en la clave alterando aproximadamente el 50% de los bits del texto cifrado. Los hallazgos indican que el pipeline propuesto asegura una alta calidad de reconstrucción con cifrado ligero, lo que lo hace adecuado para entornos con recursos computacionales limitados.
Descripción
Este trabajo presenta un marco de cifrado y descifrado de extremo a extremo para asegurar señales electromagnéticas procesadas a través de una nanoantena. El sistema integra normalización de amplitud, cuantificación uniforme y corrección de errores hacia adelante de Reed-Solomon con establecimiento de claves a través de ECDH y cifrado XOR bit a bit. Se evaluaron dos tipos de señales: un pulso gaussiano sintético y una forma de onda de voz sintética, que representan datos de baja y alta entropía, respectivamente. Para la señal gaussiana, la reconstrucción logró un RMSE = 11.42, MAE = 0.86, PSNR = 26.97 dB y un coeficiente de correlación de Pearson = 0.8887. La señal de voz mostró métricas de error elevadas, con un RMSE = 15.13, MAE = 2.52, PSNR = 24.54 dB y correlación de Pearson = 0.8062, pero mantuvo una fidelidad adecuada. El análisis de entropía indicó cambios mínimos entre la señal original y la señal reconstruida. Además, las pruebas de avalancha confirmaron una fuerte sensibilidad de clave, con cambios de un solo bit en la clave alterando aproximadamente el 50% de los bits del texto cifrado. Los hallazgos indican que el pipeline propuesto asegura una alta calidad de reconstrucción con cifrado ligero, lo que lo hace adecuado para entornos con recursos computacionales limitados.