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安全的毫米波波束成形配合主动ISAC防御对

抗波束窃取攻击

SeyedBagherHashemiNatanziID,HosseinMohammadiID,BoTangID,VukMarojevicID

ElectricalandComputerEngineeringDepartment,WorcesterPolytechnicInstitute,USA

ElectricalandComputerEngineeringDepartment,MississippiStateUniversity,USA

Email:{snatanzi,btang1}@,{hm1125,vm602}@

摘要—毫米波（mmWave）通信系统面临日益严重的高级

别波束窃取攻击，这构成了重大的物理层安全威胁。本文介绍了

本一种新的框架，采用先进的深度强化学习（DRL）代理进行主

动和自适应防御以应对这些复杂的攻击。关键创新在于利用集

译成传感与通信（ISAC）能力来进行积极、智能的威胁评估。基于

中近端策略优化（PPO）算法构建的DRL代理动态控制ISAC

1探测动作以调查可疑活动。我们引入了一种密集的课程学习策

v略，确保代理在训练过程中体验到成功的检测，从而克服这种安

6全关键任务固有的复杂探索挑战。因此，代理学会了稳健且自

5

8适应的策略，智能地平衡了安全性和通信性能。数值结果表明，

2我们的框架实现了92.8%的平均攻击者检测率，并保持超过13

0

.dB的用户SINR。

8

0IndexTerms—6G,MIMO,波束成形,波束窃取,图1.系统与防御概述。基站维持与合法用户的加密通信链路，同时面临恶

意攻击者的波束窃取企图。集成的ISAC模块积极探测环境，检测潜在威胁，

5ISAC.

2并通知DRL代理，该代理根据情况动态调整波束方向和感知力度。

:

vI.介绍

i

x态和智能威胁，确保用户获得可靠和值得信赖的体验。

r毫米波通信为AR/VR和联网车辆等应用提供了高数

a图1说明了本文考虑的威胁和防御模型。恶意攻

据速率[1]。这是通过高度定向的波束成形实现的，这

击者试图劫持合法用户的通信波束。为了应对这种情

缓解了严重的路径损耗问题，但引入了物理层漏洞[2]。

况，我们提出了一种新型框架，在该框架中，DRL代

波束窃取攻击中，对手劫持或窃听波束，威胁链接的完

理赋予基站主动且自适应的波束控制策略。一个关键

整性和机密性[3]。同时，ISAC正作为6G的关键特性

创新是将ISAC不仅用作通信辅助工具，而且还作为积

之一出现，高效地利用共享资源实现双重功能[4]。然

极感知工具：DRL代理利用ISAC