我国科研团队攻克6G安全关键技术 物理层认证与密钥协商研究获突破

问题:从“连接万物”走向“智联万物”,6G网络将同时面对海量终端并发、业务类型更丰富、链路形态跨域融合等新特点。由于无线信道天然开放、以广播方式传播,窃听、重放、伪装接入、干扰阻断等风险大规模场景下更容易被放大。传统基于密码体系的上层安全方案已较成熟,但在密钥管理、计算开销和时延控制上,仍难完全满足低成本、低功耗、低时延的泛连接需求,尤其在边缘侧和资源受限终端上更为明显。原因:一上,6G面向的终端更复杂,从可穿戴设备、传感器到车联网与工业控制,算力与能耗约束差异很大,统一采用高强度上层安全协议会带来成本与能耗压力。另一方面,网络形态从地面蜂窝扩展到卫星、无人机、海面与室内等多域协同,链路快速变化使传统认证与密钥分发需要更频繁的交互,继续抬高开销。更重要的是,攻击手段也升级,重放、仿冒与干扰、探测交织出现,使“先建立可信,再进行加密”的底层能力变得更关键。影响:将安全能力前移到物理层,被认为可为6G提供“低时延的第一道门槛”。涉及的研究提出“认证—密钥”的递进流程:先在物理层快速判别通信方合法性,尽早阻断虚假消息进入上层协议栈,减少不必要的资源消耗;再利用信道与设备的内生差异生成密钥,降低对复杂密钥分发体系的依赖。对大规模物联网、工业互联网、车路协同等强调实时性与可靠性的场景而言,这个路径意味着认证更快、交互更少、攻击面更早收敛,有助于提升网络整体韧性。对策:围绕物理层认证,研究主要有两条路线。其一是主动式方案,在发射端嵌入特定数字标签或特征标识,使接收端可在信号层面快速验证来源,优势是判决快、链路可控;其二是被动式方案,利用无线信道的时变特征以及射频硬件形成的指纹差异进行识别,强调“难以复制、难以仿冒”。在密钥协商上,趋势是从单一特征转向多维特征联合提取,综合信道、设备与环境信息提升密钥熵与一致性,并通过纠错、隐私增强等机制降低不一致风险,从而在复杂移动场景下保持可用性。前景:面向6G,物理层安全仍有几道关键挑战。其一,超密集组网与高速移动会加剧信道波动,认证与密钥生成需要在稳定性与响应速度之间权衡;其二,异构融合网络需要统一的可信度量与接口规范,支撑跨域漫游与协同;其三,密钥生成所依赖的物理特征,如何在增强安全性的同时避免隐私泄露与可追踪性,也需要技术与制度同步推进。下一阶段,业内预计将推动物理层安全与通感融合、新型可重构电磁环境、边缘侧协同防护体系联动,形成可工程落地的轻量安全底座,与上层密码机制互补增强,并逐步走向标准化与规模部署。

6G不仅是速率与连接规模的提升,也对安全能力提出更高要求。将“把关”前移到物理层,通过认证与密钥协商构建低开销的安全底座,有望为海量终端与复杂网络形态提供更具韧性的防护。面向未来,只有在技术创新、工程验证与标准协同之间形成闭环,才能让“万物智联”在更可控、更可信的轨道上开展。