En este documento, proponemos un protocolo de autenticación y acuerdo de clave (PL-AKA) asistido por capa física ligera en el Internet de las cosas (IoT). El sistema de paquetes evolucionado convencional AKA (EPS-AKA) utilizado en sistemas de evolución a largo plazo (LTE) puede sufrir de congestión en las redes centrales debido a la gran sobrecarga de señalización a medida que aumenta el número de dispositivos IoT. Por lo tanto, para aliviar la sobrecarga, consideramos la autenticación de capa cruzada mediante la integración de enfoques de capa física a esquemas basados en criptografía. Para demostrar la viabilidad de PL-AKA, se realizan pruebas basadas en el dispositivo periférico de radio de software universal (USRP) así como simulaciones numéricas. El esquema propuesto muestra una reducción significativa en la sobrecarga de señalización, en comparación con el EPS-AKA convencional tanto en la simulación como en el experimento. Por lo tanto, el propuesto PL-AKA ligero tiene el potencial para una implementación práctica y eficiente de redes IoT a gran escala.