KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

10
KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication Wei Xi 1 , Xiang-Yang Li 2,4 , Chen Qian 3 , Jinsong Han 1 , Shaojie Tang 5 , Jizhong Zhao 1 , Kun Zhao 1 1 School of Electronic and Information Engineering, Xi’an Jiaotong University 2 Department of Computer Science and Technology and TNLIST, Tsinghua University 3 Department of Computer Science, University of Kentucky 4 Department of Computer Science, Illinois Institute of Technology 5 Department of Computer and Information Science, Temple University Abstract—Device to device (D2D) communication is expected to become a promising technology of the next-generation wireless communication systems. Security issues have become technical barriers of D2D communication due to its “open-air” nature and lack of centralized control. Generating symmetric keys individually on different communication parties without key exchange or distribution is desirable but challenging. Recent work has proposed to extract keys from the measurement of physical layer random variations of a wireless channel, e.g., the channel state information (CSI) from orthogonal frequency- division multiplexing (OFDM). Existing CSI-based key extraction methods usually use the measurement results of individual subcarriers. However, our real world experiment results show that CSI measurements from near-by subcarriers have strong correlations and a generated key may have a large proportion of repeated bit segments. Hence attackers may crack the key in a relatively short time and hence reduce the security level of the generated keys. In this work, we propose a fast secret ke ye xtraction p rotocol, called KEEP. KEEP uses a validation- recombination mechanism to obtain consistent secret keys from CSI measurements of all subcarriers. It achieves high security level of the keys and fast key-generation rate. We implement KEEP using off-the-shelf 802.11n devices and evaluate its per- formance via extensive experiments. Both theoretical analysis and experimental results demonstrate that KEEP is safer and more effective than the state-of-the-art approaches. I. I NTRODUCTION Device to device (D2D) communication provides techno- logical support for local area services (local content sharing, mobile offline payment, etc.) that appear to be a promising component in next generation wireless communication sys- tems. D2D communication is vulnerable to various attacks due to its “open air” nature and lack of centralized control. Cryptographic key establishment is a fundamental requirement of secure communication that supports confidentiality and authentication services, and is crucial for preserving user privacy [22] [24] [23] [13]. Achieving fast and reliable key agreement between wireless communication parties using a shared channel is challenging but desired due to its efficiency [12] [14] [2]. One recent trend in this regard is to allow two parties to build keys separately using inherent wireless channel proper- ties [16]. Such secret key generation process consists of three technological components: random bit generation, information reconciliation, and privacy amplification [15] [17]. In random bit generation, a quantization method is used to convert measurement values of some “random” signal to information bits. A good quantizer (e.g., [11]) can maximize the mutual information between two communicating entities (say, Alice and Bob) without information leakage. The information rec- onciliation process uses either error correcting codes [5] or interactive information reconciliation protocols (e.g., Cascade [3]), to find and remove inconsistent bits in two bitstreams gen- erated by the two end-parties. Privacy amplification [17] [19] [10] protect the confidentiality and privacy of key generation using cryptographical tools such as universal hash functions. Existing key extraction protocols mainly use received signal strength (RSS) and other channel information of a single frequency to generate a bit stream as the key [21] [9] [7] [11]. Mathur et al. [16] propose a solution to extract a secret key from unauthenticated wireless channels using channel impulse response and amplitude measurements. Such channel randomness can also be exploited for device pairing [8] and authentication [20]. Extracting secret keys over MIMO was recently introduced in [18]. Using RSS to generate keys has the following drawbacks: (1) Bit generation rate is low, because each sample can only provide one RSS value. (2) It is vulnerable to predictable chan- nel attacks, because RSS reading will increase and decrease if the channel is blocked periodically. (3) It cannot work well in static scenarios due to infrequent and small-scale variations in channel measurements. To address these issues, recent studies propose to extract secret keys using channel state information (CSI) available from Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) [29]. Different from RSS, CSI is a fine-grained metric derived from the physical layer. It consists of 56 pairs of amplitude and phase belonging to 56 subcarriers in frequency domain, which can be utilized to achieve higher generation bit rate. However, in our experimental study we find that adjacent or near-by subcarriers have similar physical characteristics, thus CSI measurements from them may have strong correlations. A key generated from near-by subcarriers may have a large

Transcript of KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

Page 1: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol forD2D Communication

Wei Xi1, Xiang-Yang Li2,4, Chen Qian3, Jinsong Han1, Shaojie Tang5, Jizhong Zhao1, Kun Zhao11 School of Electronic and Information Engineering, Xi’an Jiaotong University

2 Department of Computer Science and Technology and TNLIST, Tsinghua University3 Department of Computer Science, University of Kentucky

4 Department of Computer Science, Illinois Institute of Technology5 Department of Computer and Information Science, Temple University

Abstract—Device to device (D2D) communication is expected tobecome a promising technology of the next-generation wirelesscommunication systems. Security issues have become technicalbarriers of D2D communication due to its “open-air” natureand lack of centralized control. Generating symmetric keysindividually on different communication parties without keyexchange or distribution is desirable but challenging. Recentwork has proposed to extract keys from the measurement ofphysical layer random variations of a wireless channel, e.g.,the channel state information (CSI) from orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM). Existing CSI-based key extractionmethods usually use the measurement results of individualsubcarriers. However, our real world experiment results showthat CSI measurements from near-by subcarriers have strongcorrelations and a generated key may have a large proportionof repeated bit segments. Hence attackers may crack the keyin a relatively short time and hence reduce the security levelof the generated keys. In this work, we propose a fast secretkey extraction protocol, called KEEP. KEEP uses a validation-recombination mechanism to obtain consistent secret keys fromCSI measurements of all subcarriers. It achieves high securitylevel of the keys and fast key-generation rate. We implementKEEP using off-the-shelf 802.11n devices and evaluate its per-formance via extensive experiments. Both theoretical analysis andexperimental results demonstrate that KEEP is safer and moreeffective than the state-of-the-art approaches.

I. INTRODUCTION

Device to device (D2D) communication provides techno-logical support for local area services (local content sharing,mobile offline payment, etc.) that appear to be a promisingcomponent in next generation wireless communication sys-tems. D2D communication is vulnerable to various attacksdue to its “open air” nature and lack of centralized control.Cryptographic key establishment is a fundamental requirementof secure communication that supports confidentiality andauthentication services, and is crucial for preserving userprivacy [22] [24] [23] [13]. Achieving fast and reliable keyagreement between wireless communication parties using ashared channel is challenging but desired due to its efficiency[12] [14] [2].

One recent trend in this regard is to allow two parties tobuild keys separately using inherent wireless channel proper-ties [16]. Such secret key generation process consists of three

technological components: random bit generation, informationreconciliation, and privacy amplification [15] [17]. In randombit generation, a quantization method is used to convertmeasurement values of some “random” signal to informationbits. A good quantizer (e.g., [11]) can maximize the mutualinformation between two communicating entities (say, Aliceand Bob) without information leakage. The information rec-onciliation process uses either error correcting codes [5] orinteractive information reconciliation protocols (e.g., Cascade[3]), to find and remove inconsistent bits in two bitstreams gen-erated by the two end-parties. Privacy amplification [17] [19][10] protect the confidentiality and privacy of key generationusing cryptographical tools such as universal hash functions.

Existing key extraction protocols mainly use received signalstrength (RSS) and other channel information of a singlefrequency to generate a bit stream as the key [21] [9] [7][11]. Mathur et al. [16] propose a solution to extract a secretkey from unauthenticated wireless channels using channelimpulse response and amplitude measurements. Such channelrandomness can also be exploited for device pairing [8] andauthentication [20]. Extracting secret keys over MIMO wasrecently introduced in [18].

Using RSS to generate keys has the following drawbacks:(1) Bit generation rate is low, because each sample can onlyprovide one RSS value. (2) It is vulnerable to predictable chan-nel attacks, because RSS reading will increase and decreaseif the channel is blocked periodically. (3) It cannot work wellin static scenarios due to infrequent and small-scale variationsin channel measurements.

To address these issues, recent studies propose to extractsecret keys using channel state information (CSI) availablefrom Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM)[29]. Different from RSS, CSI is a fine-grained metric derivedfrom the physical layer. It consists of 56 pairs of amplitudeand phase belonging to 56 subcarriers in frequency domain,which can be utilized to achieve higher generation bit rate.

However, in our experimental study we find that adjacent ornear-by subcarriers have similar physical characteristics, thusCSI measurements from them may have strong correlations.A key generated from near-by subcarriers may have a large

Page 2: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

Ú·¹ò ïò Ó»¿­«®»¼ ÝÍ× ª¿´«»­ º®±³ ¿´´ ­«¾½¿®®·»®­ «­·²¹ ¿ Ò×Ý ©·¬¸ í ¿²¬»²²¿­

¾§ ¿ «­»® ©¿´µ·²¹ º®»»´§

°®±°±®¬·±² ±º ®»°»¿¬»¼ ¾·¬ ­»¹³»²¬­ô ©¸·½¸ ·­ ¿ ®·­µ «²¼»®

µ»§ ½®¿½µ·²¹ ¿¬¬¿½µ­ò ˲º±®¬«²¿¬»´§ô °®·±® ©±®µ­ °¿§ ´·¬¬´»

¿¬¬»²¬·±²­ ¬± ¬¸·­ °®±¾´»³ò ̱ ¿¼¼®»­­ ¬¸·­ ·­­«»ô ©» °®±°±­»

¿ º¿­¬ ­»½®»¬ µ»§ »¨¬®¿½¬·±² °®±¬±½±´ô ÕÛÛÐô ©¸·½¸ ¿°°´·»­

¬¸» ª¿´·¼¿¬·±²ó®»½±³¾·²¿¬·±² ³»½¸¿²·­³ ¬± »¨¬®¿½¬ µ»§­ «­·²¹

°®»ª»²¬ ¿¬¬¿½µ»®­ º®±³ «­·²¹ ½±®®»´¿¬·±²­ ±º ­«¾½¿®®·»®­ ¬±

½®¿½µ ­»½®»¬ µ»§­ô ¬¸«­ ·¬ ¿½¸·»ª»­ ¾±¬¸ ¸·¹¸ ­»½«®·¬§ ´»ª»´

¿²¼ º¿­¬ µ»§ó¹»²»®¿¬·±² ®¿¬»ò ̸» ½±²¬®·¾«¬·±²­ ±º ¬¸·­ ©±®µ

¿®» ­«³³¿®·¦»¼ ¿­ º±´´±©­ò

ÕÛÛÐ º±® ½±³³«²·½¿¬·±² »²¬·¬·»­ ¬± ¼®±° ¬¸» ·²½±²­·­¬»²¬

¾·¬­ ¾§ »¨°´±·¬·²¹ ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ º®±³

³«´¬·°´» ­«¾½¿®®·»®­ò ÕÛÛÐ ½¿² ¼»¬»½¬ ¬¸» ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­

©¸±­» ª¿®·¿¬·±² ¬®»²¼ ·­ ¼·ºº»®»²¬ º®±³ ±¬¸»®­ ·² ¬¸» ­¿³»

°¿½µ»¬ô ¿²¼ ¬¸«­ ®»¼«½»­ ¬¸» ¾·¬ ³·­³¿¬½¸ ®¿¬» ¿²¼ ·­ ½±²¼«½·ª»

¬± ·²º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±²ò

ÕÛÛÐ «­»­ ¿ «²·ª»®­¿´ ¸¿­¸ º«²½¬·±² ¬± ª¿´·¼¿¬» ¬¸»

½±²­·­¬»²½§ ±º ¾·¬ ­¬®»¿³­ ¾»¬©»»² ¬¸» ¬©± ½±³³«²·½¿¬·±²

»²¬·¬·»­ò ̸» º«²½¬·±² ¸¿­ ¬©± ³»®·¬­ò Ѳ» ·­ ¬¸¿¬ ¿²§ ¬©±

­·³·´¿® ¾·¬ ­¬®»¿³­ ©·´´ ¸¿ª» ª»®§ ¼·ºº»®»²¬ ¸¿­¸·²¹ ®»­«´¬­ò

̸»®»º±®» ¿ °¿·® ±º ©·®»´»­­ ¼»ª·½»­ ½¿² ª¿´·¼¿¬» ¬¸» ½±²­·­ó

¬»²½§ ±º ¬¸»·® µ»§­ ©·¬¸ ¸·¹¸ ¿½½«®¿½§ ¾§ »¨½¸¿²¹·²¹ ±²´§

­³¿´´ °¿®¬­ ±º ¬¸»·® ¸¿­¸ ®»­«´¬­ò ̸» ±¬¸»® ·­ ¬¸¿¬ ¿´³±­¬ ¸¿´º

¾·¬­ ±º ¬©± ­¬®»¿³­ ¿®» ¼·ºº»®»²¬ »ª»² ·º ¬¸»§ ¸¿ª» ­·³·´¿® ¸¿­¸

¬¸» ±®·¹·²¿´ ¾·¬ ­¬®»¿³ ¿½½±®¼·²¹ ¬± ¬¸» °¿®¬ ±º ¬¸» ¸¿­¸ ®»­«´¬­

¬®¿²­³·¬¬»¼ ·² °«¾´·½ ½¸¿²²»´ò

É» ¿°°´§ ¿ µ»§ ®»½±³¾·²¿¬·±² ³»¬¸±¼ ¬± ¹»²»®¿¬» ­»½®»¬

¾·¬ º®±³ ¿ ´¿®¹» ²«³¾»® ±º ­«¾½¿®®·»®­ ®¿¬¸»® ¬¸¿² ¿ º»©

²»¿®ó¾§ ±²»­ò Ë­·²¹ ¿¼¿°¬·ª» ¯«¿²¬·¦¿¬·±²ô ¬¸» ¾·¬ ³·­³¿¬½¸

¬¸¿² »¨·­¬·²¹ ·²º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±² ³»¬¸±¼­ò ß¼¼·¬·±²¿´´§ô

·¬ »´·³·²¿¬»­ ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º ¾·¬ ­¬®»¿³­ ¹»²»®¿¬»¼ ¿³±²¹

³«´¬·°´» ­«¾½¿®®·»®­ ¿²¼ ½¿² ®»­·­¬ ¬¸» °®»¼·½¬¿¾´» ½¸¿²²»´

¿¬¬¿½µ ¿­ ©»´´ò

³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±² ±º ÕÛÛÐ ¿²¼ ½±³°¿®» ¬¸»³ ©·¬¸ ¬¸±­»

±º п®·¬§ó½¸»½µò É» ¿´­± »ª¿´«¿¬» ¬¸» °»®º±®³¿²½» ±º ÕÛÛÐ

¬¸®±«¹¸ »¨¬»²­·ª» »¨°»®·³»²¬­ «­·²¹ ±ººó¬¸»ó­¸»´º èðîòïï²

ë ïð ïë îð îë íð

ë

ïð

ïë

îð

îë

íð

Í«¾½¿®®·»® ·²¼»¨

Í«

¾½¿

®®·»

® ·²

¼»¨

óðòë

ð

ðòë

ï

ø¿÷ ͬ¿¬·½ ­½»²¿®·±

ë ïð ïë îð îë íð

ë

ïð

ïë

îð

îë

íð

Í«¾½¿®®·»® ·²¼»¨

Í«

¾½¿

®®·»

® ·²

¼»¨

óðòë

ð

ðòë

ï

ø¾÷ Ó±¾·´» ­½»²¿®·±

Ú·¹ò îò ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ½±®®»´¿¬·±² ¿³±²¹ íð ­«¾½¿®®·»®»­

ÌßÞÔÛ ×

ÊßÎ×ßÞÔÛ ÜÛÚ×Ò×Ì×ÑÒÍ

ͧ³¾±´

¿ô ¾ ß´·½»ô Þ±¾³ ¬¸» ²«³¾»® ±º ­«¾½¿®®·»®­ ø³ ã íð ·² ±«® ­§­¬»³÷Þ¿· ¿ ¾·¬ ­¬®»¿³ ±º ß´·½» ¹»²»®¿¬»¼ º®±³ ¸»® ·ó¬¸

­«¾½¿®®·»®Õ¿· ¿ ³¿¬½¸»¼ µ»§ ±º ß´·½» ¹»²»®¿¬»¼ º®±³ ¸»® ·ó¬¸

­«¾½¿®®·»®Õð

¿·¿ ³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬ ­¬®»¿³ ±º ß´·½» º®±³ ¸»® ·ó¬¸­«¾½¿®®·»®

¼»ª·½»­ ·² ®»¿´ ·²¼±±® ¿²¼ ±«¬¼±±® ­½»²¿®·±­ò Ñ«® »ª¿´«¿¬·±²

­¸±©­ ¬¸¿¬ ÕÛÛÐ ¿½¸·»ª»­ ¸·¹¸ µ»§ ¹»²»®¿¬·±² ®¿¬» ¿²¼

´±© ¾·¬ ³·­³¿¬½¸ ®¿¬» ¿²¼ °®»ª»²¬­ ·²º±®³¿¬·±² ´»¿µ¿¹» ·²

·²º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±²ò

̸» ®»­¬ ±º ¬¸·­ °¿°»® ·­ ±®¹¿²·¦»¼ ¿­ º±´´±©­ò Í»½¬·±² ××

°®»­»²¬­ ¬¸» °®±¾´»³ º±®³«´¿¬·±² ¿²¼ ®»¿´ ©±®´¼ ±¾­»®ª¿¬·±²­ò

̸» ¼»­·¹² ±º ÕÛÛÐ ·­ »´¿¾±®¿¬»¼ ·² Í»½¬·±² ×××ô º±´´±©»¼

¾§ ¬¸»±®»¬·½¿´´§ ¿²¿´§­·­ ·² Í»½¬·±² ×Êò ̸» °»®º±®³¿²½» ±º

ÕÛÛÐ ·­ »ª¿´«¿¬»¼ ·² Í»½¬·±² Êò É» ½±²½´«¼» ¬¸» °¿°»® ·²

Í»½¬·±² Ê×ò

××ò ÐÎÑÞÔÛÓ ÚÑÎÓËÔßÌ×ÑÒ ßÒÜ ÐÎÛÔ×Ó×ÒßÎÇ

ÑÞÍÛÎÊßÌ×ÑÒ

ײ ¬¸·­ ­»½¬·±²ô ©» º±®³«´¿¬» ¬¸» °®±¾´»³ ¿²¼ °®»­»²¬ ¬¸»

³±¬·ª¿¬·±² ¬± ·³°®±ª» ¬¸» ½«®®»²¬ ©±®µ ¾¿­»¼ ±² »³°·®·½¿´

®»­«´¬­ò

ßò Ю±¾´»³ º±®³«´¿¬·±²

É» ·²¬®±¼«½» ¬¸» ³±¼»´ ±º µ»§ »­¬¿¾´·­¸³»²¬ º±® ÜîÜ ½±³ó

³«²·½¿¬·±²ò É» ¿­­«³» ¬¸¿¬ ¬©± «­»®­ô ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ô ©¿²¬ ¬±

¾«·´¼ ¿ ­¸¿®»¼ ­»½®»¬ µ»§ ¾§ ³»¿­«®·²¹ ¬¸»·® ½±³³«²·½¿¬·±²

½¸¿²²»´ò ײ ¬¸·­ °¿°»®ô ©» ¿­­«³» ¬¸¿¬ ¬¸» ¼»ª·½»­ «­» ÑÚÜÓ

¾¿­»¼ ½±³³«²·½¿¬·±² °®±¬±½±´­ô ­«½¸ ¿­ ×ÛÛÛ èðîòïï²ò ß

¬¸·®¼ «­»®ô Ûª»

¿¬¬¿½µ­ò

ÝÍ× ³±¼»´æ É» «­» ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ¬± ¹»²»®¿¬» ¿

­§³³»¬®·½ ­»½®»¬ µ»§ ¾»¬©»»² ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ±ª»® °«¾´·½

½¸¿²²»´ò ̸» ½¸¿²²»´ ³»¿­«®»³»²¬ «­»¼ º±® µ»§ ¹»²»®¿¬·±²

³«­¬ ¾» ½±²­·­¬»²¬ ¬± ¬¸» ¬©± «­»®­ò ײ °®¿½¬·½»ô ©·®»´»­­

¼»ª·½»­ ±°»®¿¬» ·² ¸¿´º ¼«°´»¨ô ·ò»òô »¿½¸ ²±¼» ½¿² ±°»®¿¬»

¬¸»·® ¬®¿²­³·¬¬»® ±® ®»½»·ª»® ¾«¬ ²±¬ ­·³«´¬¿²»±«­´§ò Ѳ´§ ±²»

­·¼» ½¿² ³»¿­«®» ¬¸» ®»½»·ª»¼ ­·¹²¿´ ¿¬ ¿ ¬·³»ò Ú±®¬«²¿¬»´§ô

¿­ ´±²¹ ¿­ ¬¸» ¬·³» ¾»¬©»»² ¬©± ¼·®»½¬·±²¿´ ½¸¿²²»´ ³»¿­«®»ó

³»²¬­ ·­ ³«½¸ ­³¿´´»® ¬¸¿² ¬¸» ½¸¿²²»´ ½±¸»®»²½» ¬·³»ô ÝÍ×

Page 3: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

³»¿­«®»³»²¬­ ¿®» ­¬·´´ ­·³·´¿®ò ײ ¹»²»®¿´ô ¬¸» ®»½»·ª»¼ ­·¹²¿´

³»¿­«®»¼ ¾§ ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ¿¬ ¬·³» ¬ ½¿² ¾» »¨°®»­­»¼ ¿­

®ø¬÷ ã ­ø¬÷¸ø¬÷ õ ÿø¬÷ øï÷

©¸»®» ­ ·­ ¬¸» µ²±©² °®±¾» ­·¹²¿´ô ¸ ·­ ¬¸» ­¬±½¸¿­¬·½ °®±½»­­

ø·ò»ò ÝÍ×÷ô ¿²¼ ÿ ·­ ¬¸» ²±·­» °®±½»­­ò É·®»´»­­ ³«´¬·°¿¬¸

½¸¿²²»´­ ¸ø¬÷ ¿®» ±º¬»² ³±¼»´»¼ ¿­ ¸¿ª·²¹ ¿² »½¸±ó¬§°»

·³°«´­» ®»­°±²­»ò ײ ¬¸» ®»­¬ ±º ¬¸» °¿°»®ô ©» ©·´´ ±²´§ º±½«­

±² ¬¸» ¿³°´·¬«¼» ±º ¬¸» ÝÍ× ª¿´«»ò Ú±® »¿­» ±º °®»­»²¬¿¬·±²ô

©» ­«³³¿®·¦» ¬¸» ²±¬¿¬·±²­ ¿²¼ ­§³¾±´­ «­»¼ ·² ¬¸·­ °¿°»®

·² Ì¿¾´» ×ò

Ï«¿²¬·¦¿¬·±²æ Í«°°±­» ¿¬ ¿ ¬·³» ­»¯«»²½» Ŭïå ¬îå å ¬²Ãô¬¸» ½¸¿²²»´ ³»¿­«®»³»²¬­ ³¿¼» ¾§ ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ¿®» ¬©±

¿³°´·¬«¼» ­»¯«»²½»­ ±º ÝÍ×ô Í¿ø¬ïå æææå ¬²÷ ¿²¼ ;ø¬ïå æææå ¬²÷òß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ¿·³ ¬± ½±²ª»®¬ ¬¸»­» ½¸¿²²»´ ³»¿­«®»³»²¬­

·²¬± ¿² ·¼»²¬·½¿´ ¾·¬ ­¬®»¿³ô ¼»²±¬»¼ ¿­ Þ¿ ¿²¼ Þ¾ ¿­ ¬¸»·®

½®§°¬±¹®¿°¸·½ µ»§­ò

ײ ¬¸·­ ©±®µ ©» «­» ¬¸» º±´´±©·²¹ ¯«¿²¬·¦»®æ

ï÷ ß´·½» ¼·ª·¼»­ Í¿ø¬ïå æææå ¬²÷ ·²¬± ­³¿´´ ¾´±½µ­ô »¿½¸ ±º

©¸·½¸ ½±²¬¿·²­ ­¿³°´» ª¿´«»­ò ; ·­ °®±½»­­»¼ ­·³·´¿®´§ò

î÷ Ú±® »¿½¸ ¾´±½µô ¬¸» «­»® ½¿´½«´¿¬»­ ¬©± ¿¼¿°¬·ª» ¬¸®»­¸ó

±´¼­ ¯õ ¿²¼ ¯ ·²¼»°»²¼»²¬´§ø¯õ ã Íø¬ïåæææ嬲÷ õ Íø¬ïåæææ嬲÷

¯ ã Íø¬ïåæææ嬲÷ Íø¬ïåæææ嬲÷å

©¸»®» ¿²¼ ¿®» ¬¸» ³»¿² ¿²¼ ­¬¿²¼¿®¼ ¼»ª·¿¬·±² ±º

Íø¬ïå æææå ¬²÷ô ¿²¼ ð ·­ ¿ ¬«²·²¹ ½±²­¬¿²¬ò

í÷ ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ °¿®­» ¬¸»·® ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ô ¼·­½¿®¼

¬¸±­» ÝÍ× »­¬·³¿¬»­ ¬¸¿¬ ´·» ¾»¬©»»² ¯õ ¿²¼ ¯ ô ¿²¼

³¿·²¬¿·² ¿ ´·­¬ ±º ·²¼·½»­ ¬± ¬®¿½µ ¬¸» ÝÍ× »­¬·³¿¬»­ ¬¸¿¬

¿®» ¼·­½¿®¼»¼ò ̸»§ »¨½¸¿²¹» ¬¸»·® ´·­¬­ ±º ¼®±°°»¼ ÝÍ×

»­¬·³¿¬»­ ¿²¼ ±²´§ µ»»° ¬¸» ±²»­ ¬¸¿¬ ¬¸»§ ¾±¬¸ ¼»½·¼»

²±¬ ¬± ¼®±°ò

ì÷ ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ¹»²»®¿¬» ¬¸»·® ¾·¬ ­¬®»¿³­ ¾§ »¨¬®¿½¬·²¹ ¿

�ï� ±® ¿ �ð� º±® »¿½¸ ÝÍ× »­¬·³¿¬» ·º ¬¸» »­¬·³¿¬» ´·»­

¿¾±ª» ¯õ ±® ¾»´±© ¯ ò

Þò Ю»´·³·²¿®§ Ѿ­»®ª¿¬·±²

ÝÍ× ½¿² ¾» ½±´´»½¬»¼ «­·²¹ ±ººó¬¸»ó­¸»´º èðîòïï² ©·®»´»­­

Ò×Ý­ò É» «­» ¬©± ´¿°¬±°­ ø²¿³»¼ ß´·½» ¿²¼ Þ±¾÷ ¬± °»®º±®³

±«® »¨°»®·³»²¬­ ±º ÜîÜ ½±³³«²·½¿¬·±²ò É» ·²­¬¿´´ Ô·²«¨

èðîòïï² ÝÍ× Ì±±´ ¿²¼ ײ¬»´ ëíðð ©·®»´»­­ Ò×Ý­ ¬± ­°®»¿¼

±«¬ ¬¸» ­·¹²¿´ ®»½»·ª»¼ ¾§ ±²» ¿²¬»²²¿ ¿²¼ »¨¬®¿½¬ íð °¿·®­ ±º

¿³°´·¬«¼» ¿²¼ °¸¿­» ÝÍ× ª¿´«»­ º®±³ »¿½¸ ¿²¬»²²¿ ÅêÃò É» «­»

°·²¹

¾»¬©»»² ¬©± ¼·®»½¬·±²¿´ ½¸¿²²»´ ³»¿­«®»³»²¬­ò ̸» ·²·¬·¿¬±®

®»¯«»­¬­ ¬¸» ®»½»·ª»® ¬± ·³³»¼·¿¬»´§ ®»°´§ ±²½» ®»½»·ª·²¹ ¬¸»

°·²¹ ³»­­¿¹»ò ̸» ®±«²¼ó¬®·° ¼»´¿§ ·­ ¿®±«²¼ ë³­ò

ß² ÑÚÜÓ ½¸¿²²»´ ·­ ±®¬¸±¹±²¿´´§ ¼·ª·¼»¼ ·²¬± ³«´¬·°´»

­«¾½¿®®·»®­ò Ú·¹«®» ï ­¸±©­ ¬¸» ³«´¬·°¿¬¸ º¿¼·²¹ ±² ¿ ³±¾·´»

Ú·¹«®» î °´±¬­ ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ¿³±²¹ íð

­«¾½¿®®·»®­ ·² ­¬¿¬·½ ¿²¼ ³±¾·´» ­½»²¿®·±­ ®»­°»½¬·ª»´§ò ׬ ­¸±©­

¬¸¿¬ ¬¸» ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ¸¿ª» ­¬®±²¹ ½±®®»´¿¬·±² ¾»¬©»»²

0 1 1 0 1 01 1 0 1 0 00 0 1 1 1 1

0 1 0 0 1 01 0 0 1 1 00 0 1 0 1 1

A1A2A3

B1B2B3

1 1 0 0 1

1 1 0 0 1

Ha1Ha2Ha3

Hb1Hb2Hb3

Ha

Hb

=

Ú·¹ò íò �ª¿´·¼¿¬·±²ó®»½±³¾·²¿¬·±²� ³»½¸¿²·­³

¬©± ¿¼¶¿½»²¬ ­«¾½¿®®·»®­ ·² ¾±¬¸ ­¬¿¬·½ ¿²¼ ³±¾·´» ­½»²¿®·±­ò

Ú±® ¿¼¶¿½»²¬ ­«¾½¿®®·»®­ô ¬¸» ½±®®»´¿¬·±²­ ±º ÝÍ× ª¿´«»­ ¿®»

«­«¿´´§ ³±®» ¬¸¿² ðòèò ß´¬¸±«¹¸ ¬¸» ­«¾½¿®®·»® ­·¹²¿´­ ·²

¿² ÑÚÜÓ ½¸¿²²»´ ¿®» ±®¬¸±¹±²¿´ ©·¬¸ ¼·ºº»®»²¬ º®»¯«»²½·»­ô

¬¸» ¿¼¶¿½»²¬ ­«¾½¿®®·»®­ ¸¿ª» ª»®§ ­·³·´¿® º®»¯«»²½·»­ ©¸·½¸

®»­«´¬­ ·² ¬¸» ­·³·´¿® ½¸¿²²»´ ®»­°±²­»­ ¿¬ ¬¸» ®»½»·ª»® ·² ¬¸»

º®»¯«»²½§ ¼±³¿·²ò

Þ¿­»¼ ±² ¬¸» ¿¾±ª» ±¾­»®ª¿¬·±²ô ¿ µ»§ ¹»²»®¿¬»¼ º®±³

¿¼¶¿½»²¬ ­«¾½¿®®·»®­ ³¿§ ¸¿ª» ³¿²§ ·¼»²¬·½¿´ ­»¹³»²¬­ô ©¸·½¸

½±«´¼ ¾» ¿ ®·­µ º¿½¬±® «²¼»® µ»§ ½®¿½µ·²¹ò ײ ¬¸·­ ©±®µô ©»

°®±°±­» ¬± »¨¬®¿½¬ µ»§­ «­·²¹ ¬¸» ½±³¾·²»¼ ·²º±®³¿¬·±² ±º ¿´´

­«¾½¿®®·»®­ò

×××ò ÕÛÇ ÛÈÌÎßÝÌ×ÑÒ ÐÎÑÌÑÝÑÔ

̸» ½±®» ¼»­·¹² ±º ±«® ÝÍ×󾿭»¼ ­»½®»¬ µ»§ »¨¬®¿½¬·±²

½±²­·­¬­ ±º ¬¸®»» ½±³°±²»²¬­æ ¿¼¿°¬·ª» ¾·¬ ­¬®»¿³ ¹»²»®¿¬·±²ô

´»¿µ¿¹»ó®»­·´·»²¬ ½±²­·­¬»²½§ ª¿´·¼¿¬·±²ô ¿²¼ µ»§ ®»½±³¾·²¿ó

¬·±²ò ß¼¿°¬·ª» ¾·¬ ­¬®»¿³ ¹»²»®¿¬·±² ·­ «­»¼ ¬± ½±²ª»®¬ ³»¿ó

­«®»³»²¬ ª¿´«»­ ¬± ¾·¬­ò Ô»¿µ¿¹»ó®»­·´·»²¬ ½±²­·­¬»²½§ ª¿´·¼¿ó

¬·±² «­»­ ¿ «²·ª»®­¿´ ¸¿­¸ º«²½¬·±² ¬± ½¸»½µ ¬¸» ½±²­·­¬»²½§

±º ¹»²»®¿¬»¼ ¾·¬ ­¬®»¿³­ ±² ¾±¬¸ ­·¼»­ò ׺ ·²½±²­·­¬»²¬ô ¬¸»²

¬¸» ¾·¬ ­¬®»¿³­ ©·´´ ¾» ®»½±³¾·²»¼ ¾§ ®¿²¼±³´§ °·½µ·²¹ «°

­±³» ¾·¬­ ­»¹³»²¬­ º®±³ ¼·ºº»®»²¬ ­«¾½¿®®·»®­ «²¬·´ ¬¸»·® ¸¿­¸

®»­«´¬­ ¿®» ¬¸» ­¿³»ò

ßò ݱ²ª»®¬·²¹ Ó»¿­«®»³»²¬­ ·²¬± Þ·¬­

É» ¿¼±°¬ ¿² ¿¼¿°¬·ª» ¯«¿²¬·¦»® ³»¬¸±¼ ¬± ½±²ª»®¬ ¬¸» ÝÍ×

³»¿­«®»³»²¬­ ¬± ¾·¬­ô ¿­ ¼»­½®·¾»¼ ·² Í»½¬·±² ××óßò ر©»ª»®ô

·¬ ·­ ½¸¿´´»²¹·²¹ ¬± ½¸±±­» ¬¸» °®±°»® ¬¸®»­¸±´¼ ª¿´«»­ ¯õ¿²¼ ¯ ò É» ½±²¼«½¬ ¿ ­»¬ ±º »¨°»®·³»²¬­ ¿²¼ ­¸±© ¬¸»

ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ·² Ú·¹«®» ìô ©¸»®» ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ¿®»

¾±¬¸ ­¬¿¬·½ò Ì©± ®»¼ ¼¿­¸ ´·²»­ ¼»²±¬» ¬¸» ¬¸®»­¸±´¼ ¯õ ¿²¼

¯ ®»­°»½¬·ª»´§ ½¿´½«´¿¬»¼ º®±³ ¬¸» ©¸±´» ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬

ª¿´«»­ ø ã ðæí÷ò É» º±«²¼ ¬¸¿¬ ³±­¬ ª¿´«»­ ©·¬¸ ­¿³°´»

·²¼»¨ ä îëð ¿®» ­³¿´´»® ¬¸¿² ¯ ô ©¸·´» ¬¸» ª¿´«»­ ©·¬¸ ­¿³°´»

·²¼»¨ â îëð ¿®» ³±­¬´§ ¾·¹¹»® ¬¸¿² ¯õ ¯õ¿²¼ ¯ ¿®» «­»¼ô ·¬ ´»¿¼­ ¬± ´±²¹ ®«² ±º ¦»®±­ ·² ¬¸» º®±²¬ °¿®¬

¿²¼ ´±²¹ ®«² ±º ±²»­ ·² ¬¸» ®»¿® °¿®¬ò ׬ ·­ «²¼»­·®»¼ ¾»½¿«­»

¬¸·­ ¾·¬ ­¬®»¿³ ¸¿­ ´±© »²¬®±°§ ¿²¼ »¿­§ ¬± ¾®»¿µò Ø»²½»

©» ¿´´±© »¿½¸ «­»® ¬± ¼·ª·¼» ÝÍ× ­¿³°´»­ ·²¬± ­³¿´´ ¾´±½µ­

¿²¼ ¬¸»² ½¿´½«´¿¬» ¬¸» ¬¸®»­¸±´¼­ º±® »¿½¸ ¾´±½µ ­»°¿®¿¬»´§ ¬±

±¾¬¿·² ¾·¬ ­¬®»¿³­ ©·¬¸ ¸·¹¸ ®¿²¼±³²»­­ô »­°»½·¿´´§ ·² ­¬¿¬·½

­½»²¿®·±­ò

ײ ±®¼»® ¬± ¼»¬»®³·²» ¿² ¿°°®±°®·¿¬» ¾´±½µ ­·¦»ô ©» ½±²¼«½¬

»¨¬»²­·ª» »¨°»®·³»²¬­ ¬± ·²ª»­¬·¹¿¬» ¬¸» ®»´¿¬·±²­¸·° ¾»¬©»»²

¾´±½µ ­·¦» ¿²¼ ¬¸» ²«³¾»® ±º ·²½±²­·­¬»²¬ ¾·¬­ ±² ¬©± ­·¼»­ò ײ

±«® »¨°»®·³»²¬­ô ©» °´¿½» ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ·² ¼·ºº»®»²¬ °±­·¬·±²­

Page 4: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

ð ëð ïðð ïëð îðð îëð íðð íëðð

ïð

îð

íð

ìð

ëð

êð

Í¿³°´» ·²¼»¨

ÝÍ

×

Ú·¹ò ìò ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬ ·² ­¬¿¬·½ ­½»²¿®·±

ð îð ìð êð èð ïððð

ëð

ïðð

Þ´±½µ ­·¦»

̸

» ²

«³

¾»

® ±

º ³

·­³

¿¬½

¸»

¼ ¾

·¬­

ð îð ìð êð èð ïððð

ïððð

îððð

íððð

ìððð

ëððð

̸

» ²

«³

¾»

® ±

º ³

¿¬½

¸»

¼ ¾

·¬­

Ó·­³¿¬½¸»¼

Ó¿¬½¸»¼

Ú·¹ò ëò Ó·­³¿¬½¸ ®¿¬» ¿¹¿·²­¬ ¾´±½µ ­·¦»

ð ðòî ðòì ðòê ðòè ïð

ëð

ïðð

ïëð

îðð

îëð

íðð

̸» ª¿´«» ±º ¿

̸

» ²

«³

¾»

® ±

º ¾

·¬­

Ó·­³¿¬½¸»¼ Ó¿¬½¸»¼ ×¹²±®»¼

Ú·¹ò êò ̸» ·³°¿½¬ ±º

¿²¼ ¹¿¬¸»® îïé ­¿³°´»­ ±º ½¸¿²²»´ ³»¿­«®»³»²¬­ô ·²½´«¼·²¹

êëïð ÝÍ× ª¿´«»­ º®±³ íð ­«¾½¿®®·»®­ò ̸» ­¿³°´·²¹ ·²¬»®ª¿´

·­ îðð³­ ¿²¼ ã ðæìò Ú·¹«®» ë ­¸±©­ ¬¸» ²«³¾»®­ ±º

³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬­ ©·¬¸ ¼·ºº»®»²¬ ¾´±½µ ­·¦»­ò É» ±¾­»®ª» ¬¸¿¬

·º ¬¸» ¾´±½µ ­·¦» ·­ ¬±± ­³¿´´ô ¬¸» ²«³¾»® ±º ³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬­

·²½®»¿­»­ò ׬ ·­ ¾»½¿«­» ­±³» ±«¬´·»® ­¿³°´»­ ©·¬¸ »¨¬®»³»´§

·² ±²» ¾´±½µô ©¸·½¸ ´»¿¼­ ¬± ·²¿°°®±°®·¿¬» ¬¸®»­¸±´¼ ¯õ ¿²¼

¯ ò ײ ±«® ­§­¬»³ô ©» ­»¬ ¬¸» ¾´±½µ ­·¦» ã ëðò

ß½½±®¼·²¹ ¬± Ú·¹«®» êô ´¿®¹»® ª¿´«»­ ±º ®»­«´¬ ´±© ³·­ó

³¿¬½¸»¼ ¾·¬­ ®¿¬·±­ò ر©»ª»®ô ¿ ´¿®¹» ³¿§ ­´±© ¼±©² ¬¸»

ðæí ½¿² ®»¼«½»

¬¸» ¾·¬ »®®±®­ ¬± ðô ¿²¼ ¬¸» ³¿¬½¸»¼ ¾·¬­ ¿®» ³±®» ¬¸¿² ëðûò

ײ ±«® »¨°»®·³»²¬­ô ©» ­»¬ ã ðæìë ·² ³±¾·´» ­½»²¿®·±­ ¿²¼

ã ðæé ·² ­¬¿¬·½ ­½»²¿®·±­ò

Þò Ô»¿µ¿¹»ó®»­·´·»²¬ ݱ²­·­¬»²½§ Ê¿´·¼¿¬·±²

©» ½¿²²±¬ «­» ¬©± ¾·¬ ­¬®»¿³­ ¿­ ¿ ­¸¿®»¼ µ»§ «²´»­­ ¬¸»§ ¿®»

½±³°´»¬»´§ ½±²­·­¬»²¬ò Û¨·­¬·²¹ ®»½±²½·´·¿¬·±² ³»¬¸±¼­ »·¬¸»®

«­» »®®±® ½±®®»½¬·²¹ ½±¼»­ ±® ­±³» ·²¬»®¿½¬·ª» ·²º±®³¿¬·±²

ø»ò¹òô Ø¿³³·²¹ ¼·­¬¿²½»÷ ®»½±²½·´·¿¬·±² ¬»½¸²·¯«»­ ¬± ½±®®»½¬

»®®±®­ò ر©»ª»®ô ¬¸»­» ³»¬¸±¼ ³¿§ ´»¿µ ·²º±®³¿¬·±² ¬± ¿¼ª»®ó

­¿®·»­ô »­°»½·¿´´§ ½±²­·¼»®·²¹ ¬¸¿¬ ÝÍ× ª¿´«»­ º®±³ ­«¾½¿®®·»®­

¿®» ½±®®»´¿¬»¼ò

É» °®±°±­» ¿ ²»© ª¿´·¼¿¬·±²ó®»½±³¾·²¿¬·±² ³»½¸¿²·­³ ¬±

±¾¬¿·² º«´´§ ½±²­·­¬»²¬ ¾·¬ ­¬®»¿³­ º±® µ»§ ¹»²»®¿¬·±²ò ̸»

Þ±¾ ¸¿­ í °¿·®­ ±º ¾·¬ ­¬®»¿³­ò ̸»®» ¿®» ­±³» ³·­³¿¬½¸»¼

¾·¬­ ·² »¿½¸ °¿·®ò ̸»§ ½¸»½µ ¬¸» ¸¿­¸ ®»­«´¬­ øª¿´·¼¿¬·±²÷ ¿²¼

½±²­¬¿²¬´§ ®»¹»²»®¿¬» ¿ ²»© ¾·¬ ­¬®»¿³ ø®»½±³¾·²¿¬·±²÷ «²¬·´

¬¸» ¸¿­¸ ®»­«´¬­ ¿®» ¬¸» ­¿³»ò

ß º¿³·´§ ±º ¸¿­¸ º«²½¬·±²­ ·­ ¿ ½±´´»½¬·±² ±º °±´§²±³·¿´ó

¬·³» ½±³°«¬¿¾´» º«²½¬·±²­

ã²

² æ ðå ï ´µ»§ø²÷ ðå ï ´·²ø²÷ ðå ï ´±«¬ø²÷±

©¸»®» ² ·­ ¬¸» ­»½«®·¬§ °¿®¿³»¬»®ô ­¿¬·­º§·²¹ ´±«¬ø²÷ ä ´·²ø²÷ò´·²ô ´±«¬ô ´µ»§ ¿®» ·²°«¬ ´»²¹¬¸ô ±«¬°«¬ ´»²¹¬¸ ¿²¼ µ»§ ­·¦» ±º

¬¸» ¸¿­¸ º«²½¬·±²ô ®»­°»½¬·ª»´§ò ¸µ ¼»²±¬»­ ¬¸» º«²½¬·±² ²øµ÷

¿­­±½·¿¬»¼ ©·¬¸ ¬¸» µ»§ µ ðå ï ´µ»§ø²÷ò ß ½±´´·­·±² ±½½«®­

©¸»² ¿ °¿·® ø¨ô§÷ ­¿¬·­º§·²¹ ¨ ã § ¿²¼ ¸µø¨÷ ã ¸µø§÷ º±® ¸µò

ײ ¬¸·­ ©±®µô ©» ½¸±±­» ¬¸» ¸¿­¸ º«²½¬·±² ©¸·½¸ ­¿¬·­º§­

¬¸» ¬©± ½±²¼·¬·±²­ò ï÷ ׬ ­¸±«´¼ ¸¿ª» ¿ ´±© °®±¾¿¾·´·¬§ ±º ¿

¸¿­¸ ½±´´·­·±²ò î÷ Ѳ½» ¬¸» ½±´´·­·±² ±½½«®­ô ¬¸» ¬©± ·²·¬·¿´ ¾·¬

­»¯«»²½»­ ¿®» ³«½¸ ¼·ºº»®»²¬ º®±³ »¿½¸ ±¬¸»®ò ̸»®»º±®»ô ©»

˲·ª»®­¿´ ¸¿­¸ Ô»¬ ¾» ¿ «²·ª»®­» ±º µ»§­ô

¿²¼ ´»¬

¬± ðå ïå æ æ æ å³ ï ò ·­ «²·ª»®­¿´ ·º ¨å §

Ю ¸ æ ¸ø¨÷ ã ¸ø§÷ ¨ ã § ãï

³

̸» «²·ª»®­¿´ ¸¿­¸ º«²½¬·±² ·­ ¿²¬·ó½±´´·­·±² ¿²¼ «­»´»­­ º±®

®»ª»®­·²¹ ¬¸» ·²·¬·¿´ µ»§ º®±³ ¬¸» ¸¿­¸ ®»­«´¬­ò

Ю±°±­·¬·±² ïòïæ Ø¿­¸ ² µ»§­ ·²¬± ³ ­´±¬­ ·² ¬¿¾´» Ì ¾§ ¸©¸·½¸ ·­ ®¿²¼±³´§ ­»´»½¬»¼ º®±³ ò Ü»²±¬» ¬¸» ²«³¾»® ±º

½±´´·­·±²­ ©·¬¸ ¿ ¹·ª»² µ»§ ¨ ¿­ ݨô ©» ¸¿ª»

Û Åݨà ä²

³

Ю±±ºæ Ô»¬ ݨ ¾» ¬¸» ®¿²¼±³ ª¿®·¿¾´» ¼»²±¬·²¹ ¬±¬¿´

½±´´·­·±²­ ±º µ»§­ ·² Ì ©·¬¸ ¨ô ¿²¼ ´»¬

ݨ§ ãï ¸ø¨÷ ã ¸ø§÷𠱬¸»®©·­»

É» ¸¿ª» Û Åݨ§Ã ã ï ï³ õ ð ³ ï

³ ã ï³ ò ̸»®»º±®»ô

Û Åݨà ã Û

î

ìÈ

§îÌ ¨

ݨ§

í

ë

ãÈ

§îÌ ¨

Û Åݨ§Ã

ã² ï

³ä

²

³

Ю±°±­·¬·±² ïòîæ Ô»¬ Õ ¾» ¬¸» ®¿²¼±³ ª¿®·¿¾´» «²·º±®³´§

¼·­¬®·¾«¬»¼ ·² ðå ï ² ¿²¼ ¸ ¾» ¿ «²·ª»®­¿´ ¸¿­¸ º«²½¬·±²

ðå ï ² ðå ï ® ò ̸»² ¬¸» ½±²¼·¬·±²¿´ »²¬®±°§ ØøÕ ¸øÕ÷÷¸¿­ ¿ ´±©»® ¾±«²¼ ² ®ô ·ò»òô ØøÕ ¸øÕ÷÷ ² ®ò

Ю±±ºæ

·²º±®³¿¬·±² »²¬®±°§ô ©» ¸¿ª» Øø¸øÕ÷÷ ®ô ¿²¼ ¬¸» »¯«¿´·¬§

¸±´¼ «° ·ºº ¸øÕ÷ º±´´±©­ «²·º±®³ ¼·­¬®·¾«¬·±² ÅíðÃò Ó»¿²ó

©¸·´»ô ØøÕ÷ ã ² ¾»½¿«­» Õ ·­ ¿ «²·º±®³´§ ¼·­¬®·¾«¬»¼ ®¿²¼±³

ª¿®·¿¾´»ò ̸»²ô ©» ®»©®·¬» ØøÕ ¸øÕ÷÷ ¾§ ØøÕ ¸øÕ÷÷ ãØøÕå¸øÕ÷÷ Øø¸øÕ÷÷ ã ØøÕ÷ Øø¸øÕ÷÷ ² ®æ

ײ ±¬¸»® ©±®¼­ô «²·ª»®­¿´ ¸¿­¸ º«²½¬·±² ¸¿­ ¬©± ·³°±®¬¿²¬

°®±°»®¬·»­æ ï÷ ¸¿­ ¿ ¹±±¼ °»®º±®³¿²½» ·² ½±´´·­·±² ¿ª±·¼¿²½»

Page 5: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

º±® ¿²§ ·²°«¬ å î÷ ·¬ ·­ ½±³°«¬¿¬·±²¿´´§ ·²º»¿­·¾´» ¬± ®»ª»®­»´§

½¿´½«´¿¬» Õ º®±³ ¸øÕ÷ò ß²¼ ²±¬» ¬¸¿¬ô ·¬ ·­ ª»®§ »¿­§ ¬± ¼»­·¹²

¿ «²·ª»®­¿´ ¸¿­¸ º«²½¬·±² º¿³·´§ «­·²¹ ¬¸» ³»¬¸±¼ ·²¬®±¼«½»¼

·² ÅîëÃò

ݱ´´·­·±²ó®»­·­¬¿²¬ Ú±® ¿²§ ²ô ©» ­¿§ ¬¸¿¬

·­ ¿² ø­ô þ÷óÝÎØÚ ø½±´´·­·±²ó®»­·­¬¿²¬ ¸¿­¸ º«²½¬·±²÷ ·º º±®

»ª»®§ ²±²«²·º±®³ ß ±º ­·¦» ­ô

Ю²µ ðå ï

´µ»§ø²÷ æ ßøµ÷ ±«¬°«¬­ ¿ ½±´´·­·±² º±® ¸µ

±ä þ

׺ ©» ½¸±±­» °®±°»® °¿®¿³»¬»®­ ±º ø ÷ô ¬©± ­·³·´¿® ¾·¬

­¬®»¿³­ ©·´´ ¸¿ª» ª»®§ ¼·ºº»®»²¬ ¸¿­¸·²¹ ®»­«´¬­ò ײ­¬»¿¼ô ·º

¬©± ¸¿­¸ ®»­«´¬­ ¸¿ª» º»© ¼·ºº»®»²¬ ¾·¬­ô ¿´³±­¬ ¸¿´º ±º ¬¸»

¾·¬­ ±º ±®·¹·²¿´ ¾·¬­ ­¬®»¿³­ ¿®» ¼·ºº»®»²¬ º®±³ »¿½¸ ±¬¸»®ò

ײ ¹»²»®¿´ô ¬¸» º«²½¬·±² ­¿¬·­º§·²¹ ¬©± ½±²¼·¬·±²­ ¿¾±ª»

®»¯«·®»­ ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ¬± »¨½¸¿²¹» ±²´§ ¿ º»© °¿®¬ ±º ¸¿­¸

®»­«´¬­ ¬± ª¿´·¼¿¬» ¬¸» ½±²­·­¬»²½§ ±º ¬©± ¾·¬ ­¬®»¿³­ ©·¬¸ ¸·¹¸

¾·¬ ­¬®»¿³ º®±³ ¬¸» °¿®¬ ±º ¬¸» ¸¿­¸ ®»­«´¬­ ¬®¿²­³·¬¬»¼ ·²

°«¾´·½ ½¸¿²²»´ò

Ýò Õ»§ λ½±³¾·²¿¬·±²

׺ ¬¸» ¾·¬ ­¬®»¿³ °¿·®­ »¨¬®¿½¬»¼ º®±³ ¿´´ ³ ­«¾½¿®®·»®­ ¿®»

·²½±²­·­¬»²¬ô ¬¸»§ ½¿²²±¬ ¾» ¼·®»½¬´§ «­»¼ ¿­ ¬¸» ­»½®»¬ µ»§ò ײ

¬¸·­ ½¿­»ô ©» °®±°±­» ¿ º¿­¬ µ»§ ®»½±³¾·²¿¬·±² ³»¬¸±¼ò ̸»

µ»§ ·¼»¿ ·­ ¿­ º±´´±©­ò ß´·½» ø±® Þ±¾÷ ®¿²¼±³´§ °·½µ­ «° ´¾·¬­ º®±³ ¬¸» ³ ¾·¬ ­¬®»¿³­ ¿²¼ ½±³¾·²»­ ¬¸»³ ·²¬± ¿ ²»©

¾·¬ ­¬®»¿³­ Þ¿® ø±® Þ¾®÷ò ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ®¿²¼±³´§ ­»´»½¬ ¬¸»

¾·¬­ ·² ­¿³» °±­·¬·±²­ ø¬¸» °±­·¬·±²­ ½¿² ¾» ¼»¬»®³·²»¼ ¾¿­»¼

±² ­±³» °­»«¼±ó®¿²¼±³ ²«³¾»® ¹»²»®¿¬±®÷ º®±³ ¬¸» ½±®®»ó

­°±²¼·²¹ ¾·¬ ­¬®»¿³ò Í·²½» ¬¸» ³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬­ ®¿¬» ·­ ´±©ô

¿ °¿·® ±º ²»©´§ ¹»²»®¿¬»¼ ¾·¬ ­¬»¿³­ ¸¿ª» ¿ ¸·¹¸ °®±¾¿¾·´·¬§

¬± ¾» ³¿¬½¸»¼ò ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ­·´´ ½¸»½µ ¬¸» ¾·¬ ­¬®»¿³­ ª·¿

½±²­·­¬»²½§ ª¿´·¼¿¬·±² ¼»­½®·¾»¼ ·² ´¿­¬ ­«¾­»½¬·±²ò ׺ Þ¿® ·­

­¬·´´ ¼·ºº»®»²¬ º®±³ Þ¾® ô ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ©·´´ ®»½±³¾·²» ¬¸»·®

µ»§­ «²¬·´ Þ¿® ¿²¼ Þ¾® °¿­­ ¬¸» ½±²­·­¬»²½§ ª¿´·¼¿¬·±² ¬»­¬ò

×Êò ßÒßÔÇÍ×Í

ײ ¬¸·­ ­»½¬·±²ô ©» ¬¸»±®»¬·½¿´´§ ¿²¿´§¦» ¿²¼ ½±³°¿®» ÕÛÛÐ

¿²¼ °¿®·¬§ó½¸»½µ ¾¿­»¼ ¿°°®±¿½¸»­ ·² ¬»®³­ ±º ­»½«®·¬§ ¿²¼

ßò л®º±®³¿²½» ±º ¸¿­¸ º«²½¬·±²

ײ ÕÛÛÐô ©» ¿°°´§ «²·ª»®­¿´ ¸¿­¸ º«²½¬·±²­ ¬± ª¿´·¼¿¬»

º«²½¬·±² ½¿² ·³°®±ª» ¬¸» ª¿´·¼¿¬·±² ¿½½«®¿½§ ¿²¼ ®»¼«½» ¬¸»

´»¿µ¿¹» ±º ·²º±®³¿¬·±²ò ̱ ¬¸·­ »²¼ô ¬¸» º«²½¬·±² ­¸±«´¼ ­¿¬·­º§

¬¸» «²·ª»®­¿´ ¿²¼ ½±´´·­·±²ó®»­·­¬¿²¬ ½±²¼·¬·±²­ ³»²¬·±²»¼ ·²

Í»½¬·±² ×××ò Ú±´´±©·²¹ ¬¸»­» ½±²¼·¬·±²­ô º±® ¬¸» ¸¿³³·²¹

¼·­¬¿²½» ¼ ±º ¬©± ¾·¬ ­¬®»¿³­ ±º ´»²¹¬¸ ²ô ¬¸» ½±®®»­°±²¼·²¹

½±²­»½«¬·ª» ³ ø³ ä ²÷ ¾·¬­ ·² ¬¸» ¬©± ­¬®»¿³­ ¸¿ª» ¿ ­¿³»

¸¿­¸ ®»­«´¬ò Í·²½» ¬¸» ®¿²¹» ±º ¼ ·­ ´»­­ ¬¸¿² ²ô ¬¸» ª¿®·¿²½» ±º

¼ È ø î÷ô

ºø¨÷ ãï

î»

ø¨ ÷î

î î

¬± º±®³«´¿¬» ¬¸» ¼·­¬®·¾«¬·±²ò ̸» Ù¿«­­·¿² ¼·­¬®·¾«¬·±² ¸¿­

¬¸» ´¿®¹»­¬ »²¬®±°§ ¹·ª»² ·¬­ ª¿®·¿²½»ò Ø»²½» Ù¿«­­·¿² ½«®ª»

·­ ¿´³±­¬ ¬¸» ±°¬·³¿´ ½¸±·½» ¬± ®»­·­¬ ¿¬¬¿½µ ©¸»² ¸¿­¸ ®»­«´¬­

¿®» »¨°±­»¼ò Ì¿µ·²¹ ¿½½±«²¬ ±º ² Ò ô ©» »¨°´±·¬ ¬¸» ¼·­½®»¬»

²±®³¿´ º«²½¬·±² ·²­¬»¿¼ò

°ø¼÷ ã

èâââââââââä

âââââââââæ

¼õðæëκø¨÷¼¨ ¼ ã ð

¼õðæëÎ

¼ ðæë

ºø¨÷¼¨ ð ä ¼ ä ²

ïÎ

¼ ðæë

ºø¨÷¼¨ ¼ ã ²

𠱬¸»®©·­»

Þ»­·¼»­ô ©» »¨°»½¬ ¬¸¿¬ ¬¸» ²«³¾»® ±º ¾·¬ ­¬®»¿³­ ¿°°®±¿½¸»­

·¬­ °»¿µ ª¿´«»øä ï÷ ©¸»² ¼ ã ·² ±®¼»® ¬± ¬¸©¿®¬ ¬¸»

¿¬¬¿½µ»®­ò ̸¿¬ ³»¿²­

Ð ø¸²

î

·÷ ã

õðæëÆ

ðæë

ºø¨÷¼¨ ã »®ºøï

î î÷ ä ï

̸»®»º±®»ô ©» ½¿² »­¬·³¿¬» ¬¸» »¨¬®»³«³ ±º ¾§ »®®±®

º«²½¬·±²ò

̸» ¿½½«®¿½§ ±º ª¿´·¼¿¬·±² «­·²¹ ¬¸» ¸¿­¸ º«²½¬·±² ¿¾±ª» ·­

ïï

î

Æ µ

ð

»¨°ø¬ µãî÷î

î 

©¸»®» µ ·­ ¬¸» ²«³¾»® ±º ¬¸» ¼·ºº»®»²¬ ¾·¬­ ¾»¬©»»² ß´·½» ¿²¼

Þ±¾ò Í·²½» µ ·­ ³«½¸ ´»­­ ¬¸¿² ²î ô ¬¸» ª¿´·¼¿¬·±² ¿½½«®¿½§ ·­

³«½¸ ¸·¹¸»®ò

¸¿­¸ º«²½¬·±²­ ©·¬¸ ¹±±¼ ½±´´·­·±² ®»­·­¬¿²¬ °®±°»®¬§ò Ú±®¬«ó

²¿¬»´§ô ÍØßóï ·­ »²±«¹¸ ¬± ³»»¬ ¬¸» ®»¯«·®»³»²¬­ò ײ ½®§°ó

¬±¹®¿°¸§ô ¬¸» ¸¿­¸ º«²½¬·±² ÍØßóï ¬¿µ»­ ¿ ³»­­¿¹» ±º ´»²¹¬¸

´»­­ ¬¸¿² îêì ¾·¬­ ¿²¼ °®±¼«½»­ ¿ ïêðó¾·¬ ¸¿­¸ ª¿´«»ô ©¸·½¸ ·­ ¿

ËòÍò Ú»¼»®¿´ ײº±®³¿¬·±² Ю±½»­­·²¹ ͬ¿²¼¿®¼ °«¾´·­¸»¼ ¾§ ¬¸»

˲·¬»¼ ͬ¿¬»­ Ò×ÍÌò ß´¬¸±«¹¸ ¿ ½±´´·­·±² ·­ º±«²¼ ·² îððêô ·¬ ·­

²±¬ ¹»²»®¿´´§ ¾®±µ»² ÅíïÃò ÍØßóï ·² °¿®¬·½«´¿® ¸¿­ °«¾´·­¸»¼

ÅíîÃò ̸»®»º±®»ô ©» «­» ÍØßóï ¬± ª¿´·¼¿¬» ¬¸» ½±²­·­¬»²½§ ·²

±«® ­§­¬»³ò É» ½±²¼«½» ¿ ­»¬ ±º »¨°»®·³»²¬­ ¬± »ª¿´«¿¬» ¬¸»

°»®º±®³¿²½» ±º ÍØßóï º«²½¬·±²ò ̱ ¿ª±·¼ ¸·¹¸ ½±³°«¬¿¬·±²

±ª»®¸»¿¼ô ©» ­»¹³»²¬ ¬¸» ¾·¬ ­¬®»¿³ ©·¬¸ ¿ ´»²¹¬¸ ±º ïê ¾·¬­

¿²¼ íî ¾·¬­ô ¿²¼ ¹»²»®¿¬» ¬¸» ¸¿­¸ ®»­«´¬­ò Û¿½¸ ¸¿­¸ ®»­«´¬

¸¿­ ¿ ïêðó¾·¬ ³»­­¿¹» ¼·¹»­¬ò Ú±® »¿½¸ ¸¿­¸ ®»­«´¬ Ø· ±º ïêó

¾·¬ ­¬®»¿³­ Í· ø· ã ð îïê ï³ ø³ ã ìå ëå êå éå è÷ ¾·¬­ ±º ¸¿­¸ ®»­«´¬­ô ¿®®¿§ ¬¸» ­±«®½» ¾·¬

­¬®»¿³­ Í· ©·¬¸ ¬¸» ­¿³» ®»­«´¬ ©·¬¸ ¿ ­¿³» ¾´±½µ ­»¯«»²½»

º±® ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ô ®»­°»½¬·ª»´§ò

Ú·¹«®» é ­¸±©­ ¬¸» ®»´¿¬·±²­¸·° ¾»¬©»»² ¬¸» ²«³¾»® ±º ¾·¬

­¬®»¿³­ ·² ±²» ¾´±½µ ¿²¼ ¬¸»·® Ø¿³³·²¹ ¼·­¬¿²½»ò ׬ º±´´±©­

©·¬¸ ï ¬± ë ³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬­ ¸¿ª» ª»®§ ´±© °®±¾¿¾·´·¬§ ¬± ¸¿ª»

Page 6: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

ð í ê ç ïî ïëð

ðòë

ï

ïòë

î¨ ïð

ê

Ø¿³³·²¹ ¼·­¬¿²½»

ݱ

«²¬

ìëêéè

Ú·¹ò éò Ø¿³³·²¹ ¼·­¬¿²½» ¼·­¬®·¾«¬·±² ©·¬¸ ¬¸»

­¿³» ¸¿­¸ ®»­«´¬

ï î í ì ëð

ðòððë

ðòðï

ðòðïë

ðòðî

Ø¿³³·²¹ ¼·­¬¿²½»

כּ

Ú·¹ò èò ̸» ½±´´·­·±² ®¿¬» ©·¬¸ ¼·ºº»®»²¬ Ø¿³³·²¹

¼·­¬¿²½»

ï î í ì ë êð

ïð

îð

íð

ìð

ݱ«²¬ ±º »®®±® ¾·¬

ݱ

³³

«²

·½¿

¬·±²

½±

«²

¬

λ½±³¾·²¿¬·±²

¾»¬©»»² п®·¬§ó½¸»½µ ¿²¼ ÕÛÛÐ

ß­ ©» ³»²¬·±²»¼ ·² ¬¸» °®»ª·±«­ ­»½¬·±²ô ½¸¿²²»´ ·²¬»®ó

º»®»²½»­ ´»¿¼ ·²½±²­·­¬»²½§ ¬± ¬¸» ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬ ®»­«´¬­

¹»²»®¿¬·±²ô ©» ¿²¿´§¦» ¬¸» »¨°»½¬»¼ ²«³¾»® ±º ®±«²¼­ ±º

·²º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±² ¿­ º±´´±©­ò

ï÷ п®·¬§ó½¸»½µæ п®·¬§ó½¸»½µ ½¿² ±²´§ ¼·­½±ª»® ±¼¼ ¾·¬­

»®®±®ò Í«°°±­» Ò ·­ ¬¸» ´»²¹¬¸ ±º ¾·¬ ­»¯«»²½» ¿²¼ µ ·­ ¬¸»

²«³¾»® ±º »®®±®­ô ¬¸»®» ¿®» ¬©± ½¿­»­ ¬± ½±®®»½¬ ¾·¬ ­»¯«»²½»

»®®±®­ «­·²¹ °¿®·¬§ ½¸»½µò

ø¿÷ µ ·­ ±¼¼ò ̸» ­»¯«»²½» ·­ ¼·ª·¼»¼ ·²¬± ¬©± ­«¾­»¯«»²½»ô

¿²¼ ¬¸»®» ³«­¬ ¾» ±¼¼ »®®±®­ ·² ±²» ­«¾­»¯«»²½»ò ߺ¬»® ´±¹î Ò°¿®·¬§ ½¸»½µ­ô ©» ½¿² ´±½¿¬» ±²» »®®±® ¿²¼ ½±®®»½¬ ·¬ò ײ ±¬¸»®

©±®¼­ô ¬¸» »¨°»½¬»¼ ½±«²¬ ±º ½±®®»½¬·²¹ ±²» »®®±® ·­ ´±¹î Ò ô

©¸»² µ ·­ ±¼¼ò

ø¾÷ µ ·­ »ª»²ò µï ¿²¼ µî ¿®» ¬¸» ²«³¾»® ±º »®®±®­ ·²

¬©± ­«¾­»¯«»²½»­ò ̸»®» ¿®» ¬©± ­·¬«¿¬·±²­ô ¿÷ Þ±¬¸ µï ¿²¼

µî ¿®» ±¼¼ò ײ ¬¸·­ ½¿­»ô ©» ½¿² ½±®®»½¬ ¬©± »®®±®­ ¿º¬»®

î ´±¹îøÒãî÷ ã ´±¹îÒ °¿®·¬§ ½¸»½µò ¾÷ Þ±¬¸ µï ¿²¼ µî ¿®»

»ª»²ò ײ ¬¸·­ ­·¬«¿¬·±²ô ¬¸» »®®±®­ ½¿²²±¬ ¾» ¼·­½±ª»®»¼ò ß­­«³»

¬¸¿¬ ¬¸» °®±¾¿¾·´·¬§ ±º ¬¸» ­»½±²¼ ­·¬«¿¬·±² ·­ ò É» ¸¿ª»

ã

µãîÐ

·ãï

ÝÒãî î·Ò µ Ýî·

µ

ÝÒãîÒ

ï

îøÒ â ëµ÷ øî÷

̸» »¨°»½¬¿¬·±² ½±«²¬ ±º ´±½¿¬·²¹ ¿²¼ ½±®®»½¬·²¹ ±²» »®®±® ·­

î øï ÷ ´±¹îÒ õ ð ã îøï ÷´±¹îÒ ´±¹îÒ ò

̸»®»º±®»ô ¬± ´±½¿¬» ¿²¼ ½±®®»½¬ ±²» »®®±® ±º ¿ Ò ´»²¹¬¸

¾·¬ ­»¯«»²½»ô ·¬ ·­ »¨°»½¬»¼ ¬± °»®º±®³ ´±¹îÒ °¿®·¬§ ½¸»½µô

²± ³¿¬¬»® µ ·­ »ª»² ±® ±¼¼ò ׬ ²»»¼­ µ´±¹îÒ °¿®·¬§ ½¸»½µ ¬±

½±®®»½¬ ¿´´ µ »®®±®­ò

Í«°°±­» ¬¸¿¬ ¬¸» °®±¾¿¾·´·¬§ ±º ­«½½»­­ ¸·¹¸»® ¬¸¿² ¿ ¼»­·®»¼

¬¸®»­¸±´¼ ï ²»»¼­ ¬ °¿®·¬§ ½¸»½µò ̸»²

ï ï ¬ øí÷

É» ¹»¬ ¬ â ´±¹ ø ïãî÷ã ðæðëô ¬ ­¸±«´¼ ²±¬ ¾» ´»­­ ¬¸¿² ëò

ã ðæðëô ·º ¬¸»®»

¿®» µ »®®±®­ô п®·¬§ ½¸»½µ ¾¿­»¼ ³»¬¸±¼­ ²»»¼ µ ´±¹îÒ õ 묷³»­ ±º ½±³°¿®·­±²­ò

î÷ ÕÛÛÐæ É» ½¸±±­» ´· ¾·¬­ º®±³ ­«¾½¿®®·»® · ¬± ½±³¾·²»

¿ µ»§ò ײ ±®¼»® ¬± ¿ª±·¼ ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ¾»¬©»»² ²»·¹¸¾±®ó

·²¹ ­«¾½¿®®·»®­ô ©» ­»´»½¬ ¼·ºº»®»²¬ ­·¬»­ ¾»¬©»»² ¿¼¶¿½»²¬

­«¾½¿®®·»®­ò ̸» ³¿¬½¸ °®±¾¿¾·´·¬§ ·­ Юø´·÷ ã Ý ´·Ô ¼ãÝ

´·Ô ô

©¸»®» Ô »¨°®»­­»­ ¬¸» ­»¯«»²½» ´»²¹¬¸ ¿²¼ ¼ ¼»²±¬»­ ¬¸»

½±«²¬ ±º ³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬­ò ̸» ³¿¬½¸ °®±¾¿¾·´·¬§ ·² ® ®±«²¼­

·­ ï øï³Ï

·ãï

Ю·ø´·÷÷® ô ©¸»®» ³ »¨°®»­­»­ ¬¸» ½±«²¬ ±º

ô ©» ¸¿ª»

ï øï

³Ç

·ãï

Ю·ø´·÷÷® â ï øì÷

® â´²

´²øï³Ï

·ãïЮ·ø´·÷÷

øë÷

Í·²½»³Ï

·ãïЮ·ø´·÷ ää ïô ©» ¸¿ª»

® â´²

´²øï³Ï

·ãïЮ·ø´·÷÷

´²øï ÷

øЮø´÷÷³øê÷

¬¸»²

Ý´Ô ¼

Ý´Ô

â³

®´² øïñ ÷

®øé÷

É» ¼»²±¬» ¬¸» ½¸¿²²»´ ¾·¬ »®®±® ®¿¬» ¿­ »ò ̸»² ©» ¸¿ª»Ôÿ ³ ´² øïñ ÷

øÔ Ô »÷ÿ ã Ýïô ¿²¼

® â øÝïøÔ ´ Ô »÷ÿ

øÔ ´÷ÿ÷³ øè÷

®»½±³¾·²¿¬·±² ³»¬¸±¼ò É» «­» îðð ¾·¬­ ±®·¹·²¿´ ­¬®»¿³­ ¬±

¹»²»®¿¬» ïëð ¾·¬­ µ»§­ò É» ·²½®»¿­» ¬¸» ²«³¾»® ±º »®®±® ¾·¬­

º®±³ ï ¬± ê ±º »¿½¸ ­«¾½¿®®·»® ¬± ¬»­¬ ¬¸» ®»½±³¾·²¿¬·±² ¬·³»­ò

Ý¿­½¿¼» ¿²¼ ÕÛÛÐò ̸» ®»­«´¬ ­¸±©­ ¬¸¿¬ ¬¸» ³»¿² ¿³±«²¬

±º ½±³³«²·½¿¬·±²­ ²»»¼»¼ º±® ¬¸» ®»½±³¾·²¿¬·±² ±º ÕÛÛÐ

·­ ´±©»® ¬¸¿² ¬¸¿¬ ±º Ý¿­½¿¼» ·² ¿´´ ½¿­»­ò Ú«®¬¸»®³±®»ô ¬¸·­

ª¿´«» ±º ÕÛÛÐ ®»³¿·²­ ­¬¿¾´»ò Ú±® »¨¿³°´»ô ©·¬¸ ê »®®±® ¾·¬­ô

ÕÛÛÐ ®»¯«·®»­ è ¬·³»­ ±º ½±³³«²·½¿¬·±² ·² ¿ª»®¿¹»ô ©¸·½¸

·­ ³«½¸ ´»­­ ¬¸¿² ¬¸» îì ¬·³»­ º±® Ý¿­½¿¼»ò

Page 7: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

ë ïð ïë îð îë íð

ë

ïð

ïë

îð

îë

íð

Ù»²»®¿¬»¼ µ»§­ ·²¼»¨

Ù»

²»

®¿¬»

¼ µ

»§­

·²¼

Ȭ

óðòî

ð

ðòî

ðòì

ðòê

ðòè

ø¿÷ ݱ®®»´¿¬·±² ±º ÕÛÛÐ µ»§­ ·² ³±¾·´» ­½»²¿®·±

ë ïð ïë îð îë íð

ë

ïð

ïë

îð

îë

íð

Ù»²»®¿¬»¼ µ»§­ ·²¼»¨

Ù»

²»

®¿¬»

¼ µ

»§­

·²¼

Ȭ

óðòî

ð

ðòî

ðòì

ðòê

ðòè

ø¾÷ ݱ®®»´¿¬·±² ±º ÕÛÛÐ µ»§­ ·² ­¬¿¬·½ ­½»²¿®·±

Ú·¹ò ïðò ݱ®®»´¿¬·±² ±º µ»§­ ¹»²»®¿¬»¼ ¾§ »¨·­¬·²¹ ³»¬¸±¼­ ¿²¼ ÕÛÛÐ

ð ïð îð íðð

ðòî

ðòì

ðòê

ðòè

ï

±«²¬ ±º

ÝÜ

Ú

λ½±³¾·²¿¬·±²

¿¬·±²

ÌßÞÔÛ ××

ÛÈÐÛÎ×ÓÛÒÌÍ ÍÝÛÒßÎ×ÑÍ

ײ¼»¨ ͬ¿¬» Û²ª·®±²³»²¬

ß Í¬¿¬·½ ײ¼±±®

Þ Í¬¿¬·½ Ñ«¬¼±±®

Ý Ó±¾·´» ײ¼±±®

Ü Ó±¾·´» Ñ«¬¼±±®

Êò ÛÊßÔËßÌ×ÑÒ

ßò Ó»¬¸±¼±´±¹§

É» ½±²¼«½¬ »¨°»®·³»²¬­ ©·¬¸ ¬¸®»» ´¿°¬±°­ô ²¿³»¼ ß´·½»ô

Þ±¾ ¿²¼ Ûª»ô ¬± »ª¿´«¿¬» ¬¸» °»®º±®³¿²½» ±º ÕÛÛÐò ̸»

´¿°¬±°­ ¿®» ¿´´ »¯«·°°»¼ ©·¬¸ ײ¬»´ ëíðð ©·®»´»­­ Ò×Ý­ô ©¸·½¸

¿®» ±ººó¬¸»ó­¸»´º °®±¼«½¬­ô ®«²²·²¹ Ô·²«¨ ©·¬¸ ½­·¬±±´ µ»®²»´ò

¬¸®»» ´¿°¬±°­ ±°»®¿¬»­ ·² ¿² èðîòïï² îòìÙئ ½¸¿²²»´ò ̸»·®

Ò×Ý ½´±½µ­ ¿®» ­§²½¸®±²·¦»¼ò ײ ¬¸·­ ©¿§ô ¬¸» ÝÍ× ³»¿­«®»ó

³»²¬­ ½¿² ¾» ¿´·¹²»¼ ©·¬¸ ¬·³» ¿½½±®¼·²¹ ¬± Ò×Ý ½´±½µ­ò ײ

±«® »¨°»®·³»²¬­ô ß´·½» °·²¹­ Þ±¾ »ª»®§ ïðð³­ ¿²¼ ®»½»·ª»­

Þ±¾ù­ ßÝÕ ¿º¬»® ïóë³­ò Ûª» ·­ ²»¿® ¬± Þ±¾ô ¿²¼ ¬«®²­ ·²¬±

³±²·¬±® ³±¼» ¬± »¿ª»­¼®±° ±² ¬¸» ½±³³«²·½¿¬·±² ¾»¬©»»²

ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ô »ò¹ò ®»½±®¼·²¹ ¬¸» ÝÍ×­ ±º ¬¸»·® ­·¹²¿´­ò ̸»

·²¬»®ª¿´ ¾»¬©»»² ¬©± °·²¹­ ·­ ïðð³­ ¾»½¿«­» ·¬ ·­ ´¿®¹»® ¬¸¿²

ÕÛÛÐ ·² ®»¿´

»²ª·®±²³»²¬­ô ©» ½±²¼«½¬ »¨°»®·³»²¬­ ·² º±«® ­½»²¿®·±­ ¿­

­¸±©² ·² Ì¿¾´» ××ò

̱ »ª¿´«¿¬» ¬¸» °»®º±®³¿²½» ±º ­»½®»¬ µ»§ »¨¬®¿½¬·±²ô ©»

«­» ¬¸» º±´´±©·²¹ ³»¬®·½­æ

Þ·¬ Ù»²»®¿¬·±² כּ

²«³¾»® ±º ­»½®»¬ ¾·¬­ »¨¬®¿½¬»¼ º®±³ »¿½¸ °¿½µ»¬ ¿º¬»® ¬¸»

­»½®»¬ ¾·¬ ¯«¿²¬·¦¿¬·±²ò

Þ·¬ Ó·­³¿¬½¸ כּ

±º ¬¸» ²«³¾»® ±º ³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬­ ¬± ¬¸» ¬±¬¿´ ²«³¾»® ±º ¾·¬­

»¨¬®¿½¬»¼ ª·¿ ¬¸» ­»½®»¬ ¾·¬ ¯«¿²¬·¦¿¬·±²ò

ο²¼±³²»­­æ ׬ ·­ ¬± »ª¿´«¿¬» ¬¸» ¼·­¬®·¾«¬·±² °¿¬¬»®² ±º ¿

¾·²¿®§ ­»¯«»²½»ò Ù»²»®¿´´§ô ¬¸» ®¿²¼±³²»­­ ±º µ»§­ ®»°®»­»²¬­

¬¸» ¯«¿´·¬§ ±º µ»§ ¹»²»®¿¬·±² ³»¬¸±¼­ò É» ³»¿­«®» ¬¸» ®¿²ó

¼±³²»­­ ±º µ»§ ¹»²»®¿¬»¼ ¾§ ÕÛÛÐ «­·²¹ ¬¸» ­¬¿²¼¿®¼ Ò×ÍÌ

¬»­¬ò ײ °¿®¬·½«´¿®ô ©» »ª¿´«¿¬» ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º µ»§­ ¹»²»®¿¬»¼

º®±³ »¿½¸ ­«¾½¿®®·»®­ò

Þ·¬ 못¿´»¼ כּæ É» «­» ¬¸» ¾·¬ ®»ª»¿´»¼ ®¿¬» ¬± »ª¿´«¿¬»

¸±© ³«½¸ ·²º±®³¿¬·±² ©·´´ ¾» ´»¿µ»¼ ·² ¬¸» ·²º±®³¿¬·±² ®»½±²ó

±º ¬¸» ²«³¾»® ±º ®»ª»¿´»¼ ¾·¬­ ·² ·²º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±² ¬±

®»½±²½·´·¿¬·±²ò

É» ½±²­·¼»® ¬¸®»» ¿¬¬¿½µ ³±¼»´­ ·² ±«® ­¬«¼§ò Ü«» ¬± ´·³·¬»¼

°®»¼·½¬¿¾´» ½¸¿²²»´ ¿¬¬¿½µ ·² ¬¸·­ °¿°»®ò

Þò ݱ®®»´¿¬·±² ±º ¹»²»®¿¬»¼ µ»§ º®±³ ¼·ºº»®»²¬ ­«¾½¿®®·»®­

¿°°®±¿½¸»­ º®±³ ÝÍ× ª¿´«»­ ±º ³«´¬·°´» ­«¾½¿®®·»®­ ³¿§ ®»­«´¬

­¬®±²¹ ½±®®»´¿¬·±² ¿³±²¹ ¬¸» ¾·¬ ­¬®»¿³­ô ©¸·½¸ ½¿² ¾» «¬·´·¦»¼

¾§ ¬¸» ¿¼ª»®­¿®§ ¬± ¯«·½µ´§ ½®¿½µ ¬¸» µ»§ò É» »ª¿´«¿¬» ¬¸»

½±®®»´¿¬·±² ±º ¾·¬ ­»¯«»²½»­ ¹»²»®¿¬»¼ µ»§ º®±³ ¼·ºº»®»²¬

­«¾½¿®®·»®­ ±º ¬©± ¬§°·½¿´ ¯«¿²¬·¦¿¬·±² ³»¬¸±¼­æ ¯«¿²¬·¦¿¬·±²

¬¸®±«¹¸ ¬¸» ÝÍ× ª¿®·¿¬·±² ©·¬¸ ¬·³» ·² »¿½¸ ­«¾½¿®®·»®ô ¿²¼

¯«¿²¬·¦¿¬·±² ¾¿­»¼ ±² ¬¸» ÝÍ× ¼·ª»®­·¬§ ±º ³«´¬·°´» ­«¾½¿®®·»®­

ÅîçÃò

Ú·¹«®» îø¿÷ ¿²¼ ø¾÷ °´±¬ ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º ¾·¬­ ¹»²»®¿¬»¼ ¾§

¯«¿²¬·¦¿¬·±² ³»¬¸±¼­ ·² ³±¾·´» ¿²¼ ­¬¿¬·½ ­½»²¿®·±­ ®»­°»½ó

¬·ª»´§ò Í·²½» ³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬­ ¿®» ¼·­½¿®¼»¼ô ©» ±²´§ «­» ¬¸»

°¿®¬­ ±º ¾·¬ ­»¯«»²½»­ ·¼»²¬·½¿´ ±² ¾±¬¸ ­·¼» ¿²¼ ½¿´½«´¿¬» ¬¸»·®

½±®®»´¿¬·±²­ò ̸» È ¿²¼ Ç ¿¨·­ ¼»²±¬» ¬¸» ­«¾½¿®®·»® ·²¼·½»­ô

¿²¼ ¬¸» ½±´±® ±º ¹®·¼­ ¼»²±¬» ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º ¹»²»®¿¬»¼

µ»§ ±º ¬©± ­«¾½¿®®·»®ò ̸» ®»­«´¬ ­¸±©­ ¬¸¿¬ ¬¸» µ»§­ ¸¿ª»

®»´¿¬·ª»´§ ­¬®±²¹ ½±®®»´¿¬·±² ¾»¬©»»² ½´±­»ó¾§ ­«¾½¿®®·»®­ô º±®

¾±¬¸ ³»¬¸±¼­ò ̸» ³¿·² ®»¿­±² ±º ¬¸·­ °¸»²±³»²¿ ·­ ¬¸»

°®·²½·°´» ±º ÑÚÜÓò ÑÚÜÓ »²½±¼»­ ¼·¹·¬¿´ ¼¿¬¿ ·²¬± ³«´¬·°´»

½¿®®·»® º®»¯«»²½·»­ò ̸» ¿¼¶¿½»²¬ ­«¾½¿®®·»®­ ¸¿ª» ª»®§ ­·³·´¿®

º®»¯«»²½·»­ ©¸·½¸ ´»¿¼ ¬± ¬¸» ­·³·´¿® ½¸¿²²»´ ®»­°±²­» ¿¬

¬¸» ®»½»·ª»® ·² º®»¯«»²½§ ¼±³¿·²ò Ѿª·±«­´§ ¸·¹¸ ½±®®»´¿¬·±²

¿³±²¹ ¾·¬ ­¬®»¿³­ ¼»¹®¿¼»­ ¬¸» ­»½«®·¬§ ±º ¬¸» ¹»²»®¿¬»¼

µ»§­ò ײ ±®¼»® ¬± »²­«®» ­»½«®·¬§ô ÕÛÛÐ ¹»²»®¿¬»­ ¿ ­»½®»¬

µ»§ ¾§ ¾·¬ ­¬®»¿³ ®»½±³¾·²¿¬·±² ¿­ ¼»­½®·¾»¼ ·² Í»½¬·±² ×××

Ýô ·²­¬»¿¼ ±º ¼·®»½¬´§ «­·²¹ ¬¸» ¾·¬ ­¬®»¿³­ ¹»²»®¿¬»¼ º®±³

·²¼·ª·¼«¿´ ­«¾½¿®®·»®­ ¿­ ¬¸» µ»§­ò Ú·¹«®» ïðø¿÷ ¿²¼ ø¾÷ °´±¬

¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º µ»§­ ¹»²»®¿¬»¼ ¾§ ÕÛÛÐò ̸» ¹»²»®¿¬»¼

µ»§­ ¿®» ²±¬ ®»´¿¬»¼ ¬± »¿½¸ ±¬¸»®ò ̸¿¬ ·­ ¾»½¿«­» ¬¸»§ ½±²­·­¬

±º ¼·­½®»¬» ¿²¼ ®¿²¼±³´§ º®¿¹³»²¬­ ±º »¿½¸ ­«¾½¿®®·»®ô ©¸·½¸

Page 8: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

ß Þ Ý Üð

ðòî

ðòì

ðòê

ðòè

ï

ͽ»²¿®·±­

Û²

¬®±

°§

ø¿÷

ß Þ Ý Üð

ðòï

ðòî

ðòí

ðòì

ðòë

ͽ»²¿®·±­

·­³

¿¬½

¸ ®

¿¬»

ÕÛÛÐßÍÞÙ

Ó¿¬¸«®ß±²±ÝÙÝ

ø¾÷

ß Üð

ðòë

ï

ïòë

Þ Ý

·¬®¿

¬»

ͽ»²¿®·±­

ø½÷

Ú·¹ò ïîò ݱ³°¿®·­±² ±º µ»§ »¨¬®¿½¬·±² ¿°°®±¿½¸»­æ ø¿÷Û²¬®±°§ ½±³°¿®·­±²ô ø¾÷Þ·¬ ³·­³¿¬½¸ ®¿¬» ½±³°¿®·­±²ô ø½÷Þ·¬ ¹»²»®¿¬·±² ®¿¬» ½±³°¿®·­±²

½¿² »ºº»½¬·ª»´§ ½±³¾¿¬ ¬¸» µ»§ó½®¿½µ·²¹ ¿¬¬¿½µ­ ¿·³ ¬± ¬¸» ¸·¹¸

½±®®»´¿¬·±² ¿³±²¹ ¾·¬ ­¬®»¿³­ò

ß­ ³»²¬·±²»¼ ·² Í»½¬·±² ×Ê Ýô ½±²­·­¬»²½§ ª¿´·¼¿¬·±²

·­ °»®º±®³»¼ ¬± ¹«¿®¿²¬»» ¬¸¿¬ ¬¸» µ»§­ ¹»²»®¿¬»¼ ±² ¾±¬¸

­·¼»­ ¿®» ·¼»²¬·½¿´ò Í«½¸ ·²º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±² °®±½»¼«®»

·²½´«¼»­ ³«´¬·°´» ®±«²¼­ ±º ³»­­¿¹» »¨½¸¿²¹»­ «²¬·´ ß´·½»

µ»§ ¹»²»®¿¬·±² °®±½»¼«®»ô ¾»½¿«­» ·² »ª»®§ ®±«²¼ Ûª» ½¿²

®»¬®·»ª¿´ ¿ ´·¬¬´» ·²º±®³¿¬·±² ·² ¬¸» »¿ª»­¼®±°°·²¹ò É» »ª¿´«¿¬»

¬¸» ½±«²¬ ±º ³»­­¿¹» »¨½¸¿²¹» ®±«²¼­ ·² ¬¸·­ ­«¾­»½¬·±²ò É»

¹»²»®¿¬» íð ¼·ºº»®»²¬ ¾·¬ ­¬®»¿³­ º±® »¿½¸ ±º ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ò

Û¿½¸ ­¬®»¿³ ½±²¬¿·²­ íðð ®¿²¼±³ ¾·¬­ò ײ·¬·¿´´§ô ¬¸» ­¬®»¿³­ ¿®»

·¼»²¬·½¿´ º±® ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ò ײ »¿½¸ ­·³«´¿¬·±²ô ©» ®¿²¼±³´§

«­» ±«® ·²º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±² ³»¬¸±¼ º±® ß´·½» ¿²¼ Þ±¾

¬± ¹»¬ ·¼»²¬·½¿´ µ»§­ò É» ³»¿­«®» ¬¸» ²«³¾»® ±º ¬®¿²­³·¬¬»¼

³»­­¿¹»­ ·² ¬¸» »²¬·®» ·²º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±² °®±½»­­ ±º

ÕÛÛÐ ¿²¼ п®·¬§ó½¸»½µò Ú·¹«®» ïï ®»°±®¬­ ¬¸» ½±³°¿®·­±²

¾»¬©»»² ¬¸» ¬©± ¿°°®±¿½¸»­ò Ý´»¿®´§ô ÕÛÛÐ ±«¬°»®º±®³­

п®·¬§ó½¸»½µò Ú±® ÕÛÛÐô ³±®» ¬¸¿² èðû ½¿­»­ ²»»¼ ´»­­

¬¸¿² ïð ³»­­¿¹»­ ¬± ¿½¸·»ª» ½±²­·­¬»²½§ô ©¸·´» п®·¬§ó½¸»½µ

®»¯«·®»­ ³±®» ¬¸¿² îè ³»­­¿¹»­ ¾»¬©»»² ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ·²

±ª»® èð °»®½»²¬ ±º ¬¸» ½¿­»­ò ײ °®¿½¬·½»ô ³±­¬ ½±®®»­°±²¼·²¹

¾·¬­ ¿®» ½±²­·­¬»²¬ ¾»¬©»»² ¬©± °¿®¬·»­ «­·²¹ ÕÛÛÐô ¿­ ´±²¹

¿­ ¿ °®±°»® ª¿´«» ·­ ­»´»½¬»¼ò É» ³¿§ ½±²½´«¼» ¬¸¿¬ ÕÛÛÐô

«­·²¹ ®»½±³¾·²¿¬·±² ±º ¬¸» ³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬ ­¬®»¿³­ ¹»²»®¿¬»¼

¾·¬­ ¿²¼ ¬¸»² ½±®®»½¬ ¬¸»³ ·² ¬¸» ·²º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±²

°®±½»­­ò

ß­ ¿²¿´§¦»¼ ·² Í»½¬·±² ×Êô ¬¸» ­»½®»¬ ¾·¬­ ¿®» ®»¼«½»¼ ±²»

¾·¬ ¾§ ®«²²·²¹ ¿ °¿®·¬§ ½¸»½µò Í·²½» °¿®·¬§ ½¸»½µ­ ¿®» ²±¬

·²¼»°»²¼»²¬ô ¬¸» ­»½®»¬ ¾·¬­ ¿®» ½±²¬·²«±«­´§ ®»¼«½»¼ ©¸»²

©» µ»»° °®±½»­­·²¹ ¬¸» ½¸»½µ­ò Ü·ºº»®»²¬´§ô »¿½¸ ¸¿­¸ó¾¿­»¼

ª¿´·¼¿¬·±² «­»¼ ¾§ ÕÛÛÐ ·­ ·²¼»°»²¼»²¬ô ¬¸» ­»½®»¬ ¾·¬­ ¿®»

±²´§ ®»¼«½»¼ ¾§ ¬¸» ´¿­¬ ª¿´·¼¿¬·±²ò

ÌßÞÔÛ ×××

Ò×ÍÌ ÍÌßÌ×ÍÌ×ÝßÔ ÌÛÍÌ ÍË×ÌÛ ÎÛÍËÔÌÍ

Ì»­¬ ß Þ Ý Ü

Ú®»¯«»²½§ ðòéíï ðòëéë ðòèëì ðòéëè

Ô±²¹»­¬ ®«² ±º ï­ ðòíîî ðòíïê ðòèêê ðòèéè

ÚÚÌ ðòêðë ðòéíì ðòéíë ðòêëì

ß°°®±¨ò Û²¬®±°§ ðòëèè ðòèîç ðòêðç ðòêéï

Ý«³ò ­«³­ øÚ©¼÷ ðòìðí ðòëéé ðòèðì ðòìíè

Ý«³ò ­«³­ øλª÷ ðòëéí ðòëèì ðòçéë ðòéèè

Ϋ²­ ðòéïí ðòëéî ðòèèì ðòéìï

Üò ο²¼±³²»­­ ±º Õ»§

Û²­«®·²¹ ¬¸» ®¿²¼±³²»­­ ±º ¹»²»®¿¬»¼ ¾·¬­ ·­ ½®«½·¿´ º±® µ»§

¹»²»®¿¬·±²ò É» «­» ¬¸» Ò×ÍÌ ­¬¿¬·­¬·½¿´ Ì»­¬ Í«·¬» ¬± ½¸»½µ

¬¸» ®¿²¼±³²»­­ ±º µ»§­ ¹»²»®¿¬»¼ ¾§ ÕÛÛÐò ß½½±®¼·²¹ ¬±

°óª¿´«» ·­ ¬¸» °®±¾¿¾·´·¬§ ±º

±¾¬¿·²·²¹ ¿ ¬»­¬ ­¬¿¬·­¬·½ ¿­ ´¿®¹» ±® ´¿®¹»® ¬¸¿² ¬¸» ±²» ±¾­»®ª»¼

·º ¬¸» ­»¯«»²½» ·­ ®¿²¼±³ò Ø»²½»ô ¿ ­³¿´´»® °óª¿´«» ·²¼·½¿¬»­

¬¸¿¬ ¬¸» ­»¯«»²½» ·­ ³±®» «²´·µ»´§ ¬± ¾» ®¿²¼±³ò п­­·²¹ ¬¸»

Ò×ÍÌ ¬»­¬ ®»¯«·®»­ ¿ °óª¿´«» ´¿®¹»® ¬¸¿² ðòðïò É» ´·­¬ ¬¸» °ó

ª¿´«» ±º ÕÛÛÐ ·² é µ·²¼­ ±º ¬»­¬­ ·² Ì¿¾´» ×××ò Ú®±³ ¬¸» ®»­«´¬ô

ÕÛÛÐ °¿­­ ¿´´ ¬¸»

¬»­¬­ò

Ûò ݱ³°¿®·­±² ±º Õ»§ Û¨¬®¿½¬·±² ß°°®±¿½¸»­

É» ½±³°¿®» ÕÛÛÐ ©·¬¸ ¬¸» »¨·­¬·²¹ ¬§°·½¿´ µ»§ »¨¬®¿½¬·±²

¿°°®±¿½¸»­ô ·ò»ò ß±²± ÅîèÃô Ó¿¬¸«® »¬ ¿´ò ÅïêÃô ßÍÞÙ ÅïïÃô

ÝÙÝ ÅîçÃò Ú±® º¿·®²»­­ô ©» ¿´·¹² ¬¸» ¾¿­»´·²» ±º ½±³°¿®·­±²

·­ ½¸±­»² ­«½¸ ¬¸¿¬ ¿¬ ³±­¬ ïëû ±º ¬¸» ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­

¿®» ¼®±°°»¼ò ײ ¬¸» ­½¸»³» °®±°±­»¼ ¾§ Ó¿¬¸«® »¬ ¿´òô ¬¸»®»

¿®» ¬©± °¿®¿³»¬»®­ ¿²¼ ³ò É» ­»¬ ã ðæíë ¿²¼ ³ ãî ¬± »²­«®» ³±­¬ º®¿½¬·±²­ ±º ³»¿­«®»³»²¬­ ¿®» «­»¼ º±® ¾·¬

»¨¬®¿½¬·±²ò Ú±® ßÍÞÙô ÝÙÝô ¿²¼ ±«® ÕÛÛÐô ©» ½¸±±­» ãðæíë ¿²¼ ¾´±½µ­·¦» ã ëðô ©¸»®» ¬¸» ³·­³¿¬½¸ ®¿¬» ·­ ´±©ò

̸» °»®º±®³¿²½» ±º ¬¸» ¼·ºº»®»²¬ ­»½®»¬ µ»§ »¨¬®¿½¬·±²

¿°°®±¿½¸»­ ·­ ­¸±©² ·² Ú·¹«®»­ ïîò É» ½¿´½«´¿¬» ¬¸» »²¬®±°§

±º µ»§­ ¹»²»®¿¬»¼ ¾§ ¼·ºº»®»²¬ ¿°°®±¿½¸»­ò ̸» »²¬®±°§ ½¿²

½»®¬¿·²¬§ò ß±²± ¸¿­ ¿ ª»®§ ¸·¹¸ ­»½®»¬ ¾·¬ ¹»²»®¿¬·±² ®¿¬»ò

ر©»ª»® ·¬ ­«ºº»®­ º®±³ ª»®§ ´±© »²¬®±°§ò ׬ ·­ ¾»½¿«­» ß±²±

«­»­ ¬¸» ³»¼·¿² ª¿´«» ±º ¬¸» ³»¿­«®»³»²¬­ ¿­ ¿ ¬¸®»­¸±´¼

Page 9: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

ø¿÷ Þ·¬­ ¯«¿²¬·¦»¼ º®±³ ÝÍ× ª¿®·¿¬·±² ©·¬¸ ¬·³»

ë

ïð

ïë

îð

îë

íðëð ïðð ïëð îðð îëð

Í¿³°´» ·²¼»¨

Í«¾

½¿®®

·»®

·²¼

Ȭ

ø¾÷ Þ·¬­ ¯«¿²¬·¦»¼ º®±³ ÝÍ× ¼·ª»®­·¬§ ¿³±²¹ ³«´¬·ó

°´» ­«¾½¿®®·»®­

ïðð îðð íððð

ï

Þ·¬ ·²¼»¨

Þ·¬

ª¿´«

»

ø½÷ ο²¼±³´§ ª¿®·¿¬·±² ±º ¹»²»®¿¬»¼ µ»§ ±º ÕÛÛÐ

Ú·¹ò ïíò ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ©¸»² ¿² ·²¬»®³»¼·¿¬» ±¾¶»½¬ ³±ª·²¹ ¾»¬©»»² ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ò

ï ì é ïðð

ðòï

ðòî

ðòí

ðòì

ðòë

ðòê

ðòé

Ü·­¬¿²½» ø½³÷

ݱ®®

½±»º

­·³

·´¿®·¬§

ÎÍÍ ÝÍ×

Ú·¹ò ïìò Ú·¨»¼ ¬®¿½µ·²¹ ¿¬¬¿½µ

¿²¼ ¼®±°­ ¿²§ ³»¿­«®»³»²¬­ ¬¸¿¬ ¿®» ½´±­» ¬± ¬¸» ³»¼·¿²

ª¿´«»ò ß­ ¿ ½±²­»¯«»²½»ô ¬¸» ¼®±°°»¼ ¾·¬­ ·² ß±²± ·­ ­³¿´´

¿²¼ ¬¸» ­»½®»¬ ¾·¬ ®¿¬» ·­ ¸·¹¸ò Þ«¬ ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ¿³±²¹

¾·¬­ ®»¼«½» ¬¸» ®¿²¼±³²»­­ ±º ¬¸» µ»§ô ¿­ ©» ¼·­½«­­»¼ ·²

Í»½¬·±² Ê Þò ̸» ©±®µ ±º Ó¿¬¸«® »¬ ¿´ò ¿²¼ ßÍÞÙ ¸¿ª»

­·³·´¿® °»®º±®³¿²½»ò ̸»·® »²¬®±°§ ¿²¼ ¾·¬ ³·­³¿¬½¸ ®¿¬»­ ¿®»

­·³·´¿® ¬± ¬¸±­» ±º ÕÛÛÐô ¾«¬ ¬¸» ¾·¬ ¹»²»®¿¬·±² ®¿¬»­ ¿®» ³«½¸

´±©»®ò ÝÙÝ ¸¿­ ¬¸» ¸·¹¸»­¬ ¾·¬ ¹»²»®¿¬·±² ®¿¬»ô ¾»½¿«­» ·¬

«¬·´·¦»­ ¬¸» ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ º®±³ ¿´´ ­«¾½¿®®·»®­ ¬± ¹»²»®¿¬»

³±®» ª«´²»®¿¾´» ¬± ½®¿½µ·²¹ ¿¬¬¿½µ­ ¿­ ©» ¼»³±²­¬®¿¬»¼ ·²

Í»½¬·±² ÊóÞò ÕÛÛÐ ¹»²»®¿¬»­ ¾·¬ ­¬®»¿³­ ©·¬¸ ¸·¹¸ »²¬®±°§

¿²¼ ¾·¬ ¹»²»®¿¬·±² ®¿¬» ¬¸¿² Ó¿¬¸«® ¿²¼ ßÍÞÙò ײ °¿®¬·½«´¿®ô

¬¸» ¾·¬ ³·­³¿¬½¸ ®¿¬» ±º Ó¿¬¸«®ô ßÍÞÙô ÝÙÝ ¿²¼ ÕÛÛÐ ¿®»

¿´³±­¬ ¦»®± ·² ¿´´ ­½»²¿®·±­ò Þ¿­»¼ ±² ¿¾±ª» ½±³°®»¸»²­·ª»

®»­«´¬­ô ÕÛÛÐ °»®º±®³­ ¿ ¹±±¼ ¬®¿¼»ó±ºº ¾»¬©»»² ­»½«®·¬§ ¿²¼

Úò Ю»ª»²¬·²¹ ߬¬¿½µ­

É» »ª¿´«¿¬» ¬¸» °»®º±®³¿²½» ±º µ»§ »¨¬®¿½¬·±² ±º ±«® °®±ó

¬±½±´ «²¼»® °®»¼·½¬¿¾´» ½¸¿²²»´ ¿¬¬¿½µò Ô»¬ ¿ ®¿²¼±³ ª¿®·¿¾´»

É ¼»²±¬» ¿ ®¿²¼±³ ²ó¾·¬ ­¬®·²¹ ¸»´¼ ¾§ ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ô ©¸·´»

Ûª» ´»¿®²­ ¿ ½±®®»´¿¬»¼ ®¿²¼±³ ª¿®·¿¾´» Ê ô °®±ª·¼·²¹ ¿¬ ³±­¬

¬ ä ² ¾·¬­ ±º ·²º±®³¿¬·±² ¿¾±«¬ É ô ·ò»òô ØøÉ Ê ÷ ² ¬ò̸» ¼·­¬®·¾«¬·±² ÐÊÉ ¿®» ¹»²»®¿´´§ «²µ²±©² ¬± ß´·½» ¿²¼

Þ±¾òÛª»ù­ °¿®¬·¿´ ·²º±®³¿¬·±² ±² É ¿²¼ ¸»® ½±³°´»¬» ·²º±®ó

³¿¬·±² ±² º«²½¬·±² ¹ ¹·ª» ¸»® ¿®¾·¬®¿®·´§ ´·¬¬´» ·²º±®³¿¬·±²

¿¾±«¬ Õ ã ¹øÉ ÷ò׺ ¬¸»®» ¿®» ­±³» ½±®®»´¿¬·±² ¾»¬©»»² Þ±¾

¿²¼ Ûª»ô Ûª» ½¿² ¹»²»®¿¬» ¬¸» ­·³·´¿® µ»§ ¿­ Þ±¾ù­ º®±³ ·¬­

½¸¿²²»´ ³»¿­«®»³»²¬­ò

ð ïðð îðð íððð

îð

ìð

êð

Í¿³°´» ·²¼»¨

ÝÍ

× ¿

³°

´·¬«

¼»

ï ïë íð

ÔÑÍ·­

¾´±½µ»¼

Ú·¹ò ïëò л®·±¼·½¿´ ª¿®·¿¬·±² ±º ÝÍ× ¿³°´·¬«¼»­ ·² ¬¸®»» ­«¾½¿®®·»®­

ï÷ Ú·¨»¼ Ì®¿½µ·²¹ ߬¬¿½µæ ײ ¬¸·­ »¨°»®·³»²¬ô Þ±¾ ¿²¼ Ûª»

¾±¬¸ ®»³¿·² ­¬¿¾´» ©·¬¸ ¿ ½»®¬¿·² ¼·­¬¿²½» ¿²¼ ß´·½» ³±ª»

º®»»´§ò Ú·¹«®» ïì ½±³°¿®»­ ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º ÎÍÍ ¿²¼ ÝÍ×

³»¿­«®»³»²¬­ò Ú±® ÎÍÍ ³»¿­«®»³»²¬­ô ¬¸» ¸·¹¸ ½±®®»´¿¬·±²

¿°°»¿®­ ©¸»² Þ±¾ ¿²¼ Ûª» ·­ ¿¾±«¬ ±²´§ ï½³ ¿©¿§ º®±³

»¿½¸ ±¬¸»®ò ײ ¬¸·­ ½¿­»ô ¬¸» ³¿¨·³«³ ½±®®»´¿¬·±² ·­ ²»¿® ðòé

¿²¼ ¬¸» ¿ª»®¿¹» ·­ ²»¿® ðòíò ײ ½±²¬®¿­¬ô ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º ÝÍ×

³»¿­«®»³»²¬­ ·­ ·²¼»°»²¼»²¬ º®±³ ¬¸» ¼·­¬¿²½» ¾»¬©»»² Þ±¾

¿²¼ Ûª»ò Ûª»² ·º ¬¸» ¼·­¬¿²½» ·­ ©·¬¸·² ï ½³ô ¬¸» ³¿¨·³«³

½±®®»´¿¬·±² ·­ ­¬·´´ ´»­­ ¬¸¿² ðòí ¿²¼ ¿ª»®¿¹» ½±®®»´¿¬·±² ·­ ´»­­

¬¸¿² ðòïò ̸» ®»­«´¬ ­¸±©­ ¬¸¿¬ ·¬ ·­ ·³°±­­·¾´» º±® Ûª» ¬±

½®¿½µ ¬¸» µ»§ º®±³ ¬¸» ³«´¬·°¿¬¸ º¿¼·²¹ ½¸¿²²»´ «­»¼ ¾§ Þ±¾ò

î÷ Ю»¼·½¬¿¾´» ݸ¿²²»´ ߬¬¿½µæ ̸» ¿¬¬¿½µ»® Ûª» ½¿² °»®ó

º±®³ °´¿²²»¼ ³±ª»³»²¬­ ¬± ¾´±½µ ¬¸» ´·²»ó±ºó­·¹¸¬ øÔÑÍ÷

¾»¬©»»² ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ­«½¸ ¬¸¿¬ ¬¸» ­»½®»¬ µ»§ »¨¬®¿½¬»¼

º®±³ ¬¸» ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ©·¬¸ ¼»­·®»¼ ½¸¿²¹»­ ¾»½±³»­

°®»¼·½¬¿¾´» ©¸»² ¾±¬¸ ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ¿®» ­¬¿¬·±²¿®§ò

Ú·¹«®» ïí ­¸±©­ ¬¸» ª¿®·¿¬·±² ±º ¬¸» ÝÍ× ª¿´«»­ «²¼»® ¬¸»

°®»¼·½¬¿¾´» ½¸¿²²»´ ¿¬¬¿½µò ̸» ÝÍ× ª¿´«»­ ¼·­°´¿§ °»®·±¼·½¿´

½¸¿²¹»­ ¿­ ­¸±©² ·² Ú·¹«®» ïëò ̸» ÝÍ× ±º ï­¬ ¿²¼ ï문

­«¾½¿®®·»®­ ·²½®»¿­» ©¸»² Ûª» ¾´±½µ­ ÔÑÍ ¿²¼ ¬¸»² ¼»½®»¿­»

©¸»² Ûª» ³±ª»­ ¿©¿§ò ̸» ±°°±­·¬» ±½½«®­ ·² í𬸠­«¾½¿®®·»®ò

ß­ ³»²¬·±²»¼ ¾»º±®»ô ¬¸»®» ¿®» ¬©± ³¿·² °®»ª·±«­ ¯«¿²¬·ó

¦¿¬·±² ³»¬¸±¼­ ¬± ½±²ª»®¬ ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ·²¬± ¾·¬­ò ̸»

¯«¿²¬·¦¿¬·±² ®»­«´¬­ ¿®» ­¸±©² ·² Ú·¹«®» ïí ø¿÷ ¿²¼ ø¾÷ò ̸»

¹®»»² ¿²¼ §»´´±© °¿®¬­ ®»°®»­»²¬ �ð� ¿²¼ �ï� ®»­°»½¬·ª»´§ò

Ѿª·±«­´§ô ¬¸» ¹»²»®¿¬»¼ ¾·¬­ «­·²¹ ¾±¬¸ ¯«¿²¬·¦¿¬·±² ³»¬¸±¼­

¸¿ª» ¿ ½»®¬¿·² ¼·­¬®·¾«¬·±² °¿¬¬»®²ò ß­ ­«½¸ô ¬¸» ¿¬¬¿½µ»® ½¿²

°®»¼·½¬ ¬¸» ½¸¿²¹»­ ±º ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ±º ß´·½» ¿²¼ Þ±¾

Page 10: KEEP: Fast Secret Key Extraction Protocol for D2D Communication

¾§ ±¾­»®ª·²¹ ·²¬»®³»¼·¿¬» ±¾¶»½¬­ ¾´±½µ·²¹ ¬¸»·® ÔÑÍò ̸¿¬ ·­ô

©¸»² ¬¸» ÔÑÍ ¾»¬©»»² ß´·½» ¿²¼ Þ±¾ ·­ ¾´±½µ»¼ ¿²¼ ½´»¿®ô ¬¸»

¹»²»®¿¬»¼ ¾·¬ ·­ ·²ª»®­·±²ò Ú·¹«®» ïí ø½÷ ­¸±©­ ¬¸» ¹»²»®¿¬»¼

µ»§ ±º ÕÛÛÐ «²¼»® ¬¸» °®»¼·½¬¿¾´» ½¸¿²²»´ ¿¬¬¿½µò ̸» ¾´«»

°¿®¬­ ¿²¼ ©¸·¬» °¿®¬­ ®»°®»­»²¬ �ï� ¿²¼ �ð� ®»­°»½¬·ª»´§ò

Ѿª·±«­´§ô ¬¸» ª¿®·¿¬·±² ±º �ð� ¿²¼ �ï� ¿®» ·²½±²­·­¬»²¬ ©·¬¸

¬¸» ¾´±½µ·²¹ °¿¬¬»®²ò ÕÛÛÐ »¨¬®¿½¬­ µ»§­ ¾§ ®¿²¼±³´§ °·½µ·²¹

«° ¼·­½®»¬» º®¿¹³»²¬­ º®±³ ¿´´ ¬¸» ­«¾½¿®®·»®­ô ©¸·½¸ ´»¿¼­

¬¸±­» ±º ß´·½» ±® Þ±¾ ¾§ °»®º±®³·²¹ ¿ °®»¼·½¬¿¾´» ½¸¿²²»´

¿¬¬¿½µò

Ê×ò ÝÑÒÝÔËÍ×ÑÒ

ײ ¬¸·­ °¿°»®ô ©» °®±°±­» ¿ µ»§ »¨¬®¿½¬·±² °®±¬±½±´ô ÕÛÛÐô

¬¸¿¬ »¨°´±·¬­ ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ¬± »­¬¿¾´·­¸ ¿ ­¸¿®»¼ ­»ó

½®»¬ µ»§ ¾»¬©»»² ¬©± ½±³³«²·½¿¬·±² »²¬·¬·»­ò Ñ«® °®±¬±½±´

¿½¸·»ª»­ ¸·¹¸ ­»½«®·¬§ ´»ª»´ ¿¹¿·²­¬ ª¿®·±«­ ¿¬¬¿½µ­ ·²½´«¼·²¹

»¿ª»­¼®±°°·²¹ ±º °¿­­·ª» ¿¬¬¿½µ»®­ ¿²¼ ¬¸» °®»¼·½¬¿¾´» ½¸¿²ó

²»´ ¿¬¬¿½µ º®±³ ¿½¬·ª» ¿¬¬¿½µ»®­ò ÕÛÛÐ ¿¼±°¬­ ¿ ª¿´·¼¿¬·±²ó

®»½±³¾·²¿¬·±² ¿´¹±®·¬¸³ ¬± ±¾¬¿·² ¿ ­»¬ ±º ³¿¬½¸»¼ ¾·¬ ­¬®»¿³­

¿²¼ »´·³·²¿¬»­ ¬¸» ½±®®»´¿¬·±² ±º ÝÍ× ³»¿­«®»³»²¬­ ¿³±²¹

½¿¬·±² ±ª»®¸»¿¼ ¿²¼ ³·¬·¹¿¬»­ ·²º±®³¿¬·±² ´»¿µ¿¹» ·² ¬¸» ·²ó

º±®³¿¬·±² ®»½±²½·´·¿¬·±² °®±½»­­ò É» ·³°´»³»²¬ ÕÛÛÐ «­·²¹

±ººó¬¸»ó­¸»´º èðîòïï² ©·®»´»­­ Ò×Ý­ô ¿²¼ ½±²¼«½¬ »¨¬»²­·ª»

ÕÛÛÐò ײ °¿®¬·½«´¿®ô ÕÛÛÐ °®±ª·¼»­ ¿ ¹±±¼ ¬®¿¼»ó±ºº ¿³±²¹

¾·¬ ¹»²»®¿¬·±² ®¿¬» ô ³·­³¿¬½¸»¼ ¾·¬ ®¿¬»ô ¿²¼ »²¬®±°§ô ·² ¾±¬¸

­¬¿¬·½ ¿²¼ ³±¾·´» ­½»²¿®·±­ò

Ê××ò ßÝÕÒÑÉÔÛÜÙÛÓÛÒÌÍ

̸·­ ©±®µ ·­ °¿®¬·¿´´§ ­«°°±®¬»¼ ¾§ ¬¸» ÒÍÚÝ «²¼»® Ù®¿²¬

Ò±ò êïíîëðïíô êïðííðïë ¿²¼ êïíéíïéëô ¬¸» Ú«²¼¿³»²¬¿´

λ­»¿®½¸ Ú«²¼­ º±® ¬¸» Ý»²¬®¿´ ˲·ª»®­·¬·»­ ±º ݸ·²¿ «²¼»®

Ю±¶»½¬ Ò±ò îðï¹¦ðî øÈ·¿² Ö·¿±¬±²¹ ˲·ª»®­·¬§÷ô ¿²¼ ¬¸»

λ­»¿®½¸ Ú«²¼ º±® ¬¸» ܱ½¬±®¿´ Ю±¹®¿³ ±º Ø·¹¸»® Û¼«½¿¬·±²

«²¼»® °®±¶»½¬ Ò±ò îðïíðîðïïîððïêô ÒÍÚ ÝÒÍóðèíîïîðô ÒÍÚ

ÝÒÍóïðíëèçìô ÒÍÚ ÛÝÝÍóïîìéçììô ÒÍÚ ÛÝÝÍóïíìííðêò

ÎÛÚÛÎÛÒÝÛÍ

ÅïÃ

Åîà Çò ß³·®ô Çò Õ·³ô Ýò Ò·¬¿óન®«ô Öò ͽ¸«´¬¦ô Öò ͬ¿²¬±²ô ¿²¼ Ùò Ì­«¼·µò

�Û¨°´±®·²¹ ®±¾«­¬²»­­ ·² ¹®±«° µ»§ ¿¹®»»³»²¬ò� ײ ×ÛÛÛ ×ÝÜÝÍô °¿¹»­

íçç�ìðèô îððïò

Åíà Ùò Þ®¿­­¿®¼ ¿²¼ Ôò Í¿´ª¿·´ò �Í»½®»¬óµ»§ ®»½±²½·´·¿¬·±² ¾§ °«¾´·½

¼·­½«­­·±²ò� ײ ß¼ª¿²½»­ ·² Ý®§°¬±´±¹§óÛ«®±½®§°¬ô °¿¹»­ ìïð�ìîíò

Í°®·²¹»®ô ïççìò

Åìà Øò ݸ¿²ô ßò л®®·¹ô ¿²¼ Üò ͱ²¹ò �ο²¼±³ µ»§ °®»¼·­¬®·¾«¬·±² ­½¸»³»­

º±® ­»²­±® ²»¬©±®µ­�ò ײ ͧ³°±­·«³ ±² Í»½«®·¬§ ¿²¼ Ю·ª¿½§ô °¿¹»­

ïçé�îïíô îððíò

Åëà Çò ܱ¼·­ô Ôò 맦·²ô ¿²¼ ßò ͳ·¬¸ò �Ú«¦¦§ »¨¬®¿½¬±®­æ ر© ¬± ¹»²»®¿¬»

­¬®±²¹ µ»§­ º®±³ ¾·±³»¬®·½­ ¿²¼ ±¬¸»® ²±·­§ ¼¿¬¿�ò ײ ß¼ª¿²½»­ ·²

Ý®§°¬±´±¹§óÛ«®±½®§°¬ô °¿¹»­ ëîí�ëìðò Í°®·²¹»®ô îððìò

Åêà Üò Ø¿´°»®·²ô Éò Ø«ô ßò ͸»¬¸ô ¿²¼ Üò É»¬¸»®¿´´ò �̱±´ ®»´»¿­»æ ¹¿¬¸»®·²¹

èðîòïï ² ¬®¿½»­ ©·¬¸ ½¸¿²²»´ ­¬¿¬» ·²º±®³¿¬·±²ò� ßÝÓ Í×ÙÝÑÓÓ

ݱ³°«¬»® ݱ³³«²·½¿¬·±² λª·»©ô ìïøï÷æëí�ëíô îðïïò

Åéà ßò Ø¿­­¿²ô Éò ͬ¿®µô Öò Ø»®­¸»§ô ¿²¼ Íò ݸ»²²¿µ»­¸«ò �Ý®§°¬±¹®¿°¸·½

µ»§ ¿¹®»»³»²¬ º±® ³±¾·´» ®¿¼·±ò� Ü·¹·¬¿´ Í·¹²¿´ Ю±½»­­·²¹ô êøì÷æîðé�

îïîô ïççêò

Åèà Ìò Ø»¿®¬¾»¿¬­ò �Ю±¨·³¿¬»æ Ю±¨·³·¬§ó¾¿­»¼ ­»½«®» °¿·®·²¹ «­·²¹ ¿³¾·»²¬

©·®»´»­­ ­·¹²¿´­ò� ×ÛÛÛ É·®»´»­­ ݱ³³«²·½¿¬·±²­ô °¿¹» èô îðïïò

Åçà Öò Ø»®­¸»§ô ßò Ø¿­­¿²ô ¿²¼ Îò Ç¿®´¿¹¿¼¼¿ò �˲½±²ª»²¬·±²¿´ ½®§°¬±ó

¹®¿°¸·½ µ»§·²¹ ª¿®·¿¾´» ³¿²¿¹»³»²¬ò� ×ÛÛÛ Ì®¿²ò ±² ݱ³³«²·½¿¬·±²­ô

ìíøï÷æí�êô ïççëò

Åïðà Îò ׳°¿¹´·¿¦¦±ô Ôò Ô»ª·²ô ¿²¼ Óò Ô«¾§ò �Э»«¼±ó®¿²¼±³ ¹»²»®¿¬·±²

º®±³ ±²»ó©¿§ º«²½¬·±²­ò� ײ ßÝÓ ÍÌÑÝô °¿¹»­ ïî�îìô ïçèçò

Åïïà Íò Ö¿²¿ô Íò Ю»³²¿¬¸ô Óò Ý´¿®µô Íò Õ¿­»®¿ô Òò ﬩¿®·ô ¿²¼ Íò Õ®·­¸ó

²¿³«®¬¸§ò �Ѳ ¬¸» »ºº»½¬·ª»²»­­ ±º ­»½®»¬ µ»§ »¨¬®¿½¬·±² º®±³ ©·®»´»­­

­·¹²¿´ ­¬®»²¹¬¸ ·² ®»¿´ »²ª·®±²³»²¬­ò� ײ ßÝÓ Ó±¾·Ý±³ô °¿¹»­ íîï�

ííîô îððçò

Åïîà Ðò Ô»»ô Öò Ô«·ô ¿²¼ Üò Ç¿«ò �Ü·­¬®·¾«¬»¼ ½±´´¿¾±®¿¬·ª» µ»§ ¿¹®»»³»²¬ ¿²¼

¿«¬¸»²¬·½¿¬·±² °®±¬±½±´­ º±® ¼§²¿³·½ °»»® ¹®±«°­ò� ×ÛÛÛñßÝÓ Ì®¿²ò ±²

Ò»¬©±®µ·²¹ô ïìøî÷æîêí�îéêô îððêò

Åïíà Óò Ô·ô Éò Ô±«ô ¿²¼ Õò λ²ò �Ü¿¬¿ ­»½«®·¬§ ¿²¼ °®·ª¿½§ ·² ©·®»´»­­ ¾±¼§

¿®»¿ ²»¬©±®µ­ò� ×ÛÛÛ É·®»´»­­ ݱ³³«²·½¿¬·±²­ô ïéøï÷æëï�ëèô îðïðò

Åïìà Üò Ô·«ô Ðò Ò·²¹ô ¿²¼ Îò Ô·ò �Û­¬¿¾´·­¸·²¹ °¿·®©·­» µ»§­ ·² ¼·­¬®·¾«¬»¼

­»²­±® ²»¬©±®µ­ò� ßÝÓ Ì®¿²­ò ±² ײº±®³¿¬·±² ¿²¼ ͧ­¬»³ Í»½«®·¬§ô

èøï÷æìï�ééô îððëò

Åïëà Çò Ô·«ô Íò Ü®¿°»®ô ¿²¼ ßò Í¿§»»¼ò �Û¨°´±·¬·²¹ ½¸¿²²»´ ¼·ª»®­·¬§ ·²

­»½®»¬ µ»§ ¹»²»®¿¬·±² º®±³ ³«´¬·°¿¬¸ º¿¼·²¹ ®¿²¼±³²»­­ò� ×ÛÛÛ Ì®¿²­ò

±² ײº±®³¿¬·±² Ú±®»²­·½­ ¿²¼ Í»½«®·¬§ô ÐÐøçç÷æïô îðïîò

Åïêà Íò Ó¿¬¸«®ô Éò Ì®¿°°»ô Òò Ó¿²¼¿§¿³ô Ýò Ç»ô ¿²¼ ßò 릲·µò �ο¼·±ó

¬»´»°¿¬¸§æ »¨¬®¿½¬·²¹ ¿ ­»½®»¬ µ»§ º®±³ ¿² «²¿«¬¸»²¬·½¿¬»¼ ©·®»´»­­

½¸¿²²»´ò� ײ ßÝÓ Ó±¾·Ý±³ô °¿¹»­ ïîè�ïíçô îððèò

Åïéà Ëò Ó¿«®»® ¿²¼ Íò ɱ´ºò �Í»½®»¬óµ»§ ¿¹®»»³»²¬ ±ª»® «²¿«¬¸»²¬·½¿¬»¼

×ÛÛÛ Ì®¿²ò ±²

ײº±®³¿¬·±² ̸»±®§ô ìçøì÷æèíç�èëïô ß°®ò îððíò

Åïèà Öò É¿´´¿½» ¿²¼ Îò ͸¿®³¿ò �ß«¬±³¿¬·½ ­»½®»¬ µ»§­ º®±³ ®»½·°®±½¿´

³·³± ©·®»´»­­ ½¸¿²²»´­æ Ó»¿­«®»³»²¬ ¿²¼ ¿²¿´§­·­ò� ×ÛÛÛ Ì®¿²ò ±²

ײº±®³¿¬·±² Ú±®»²­·½­ ¿²¼ Í»½«®·¬§ô ëøí÷æíèï�íçîô îðïðò

Åïçà Óò É·´¸»´³ô ×ò Ó¿®¬·²±ª·½ô ¿²¼ Öò ͽ¸³·¬¬ò �Ѳ µ»§ ¿¹®»»³»²¬ ·²

©·®»´»­­ ­»²­±® ²»¬©±®µ­ ¾¿­»¼ ±² ®¿¼·± ¬®¿²­³·­­·±² °®±°»®¬·»­ò� ײ

×ÛÛÛ É±®µ­¸±° ±² Í»½«®» Ò»¬©±®µ Ю±¬±½±´­ô °¿¹»­ íé�ìîô îððçò

Åîðà Ôò È·¿±ô Ôò Ù®»»²­¬»·²ô Òò Ó¿²¼¿§¿³ô ¿²¼ Éò Ì®¿°°»ò �Ë­·²¹ ¬¸»

°¸§­·½¿´ ´¿§»® º±® ©·®»´»­­ ¿«¬¸»²¬·½¿¬·±² ·² ¬·³»óª¿®·¿²¬ ½¸¿²²»´­ò�

×ÛÛÛ Ì®¿²ò ±² É·®»´»­­ ݱ³³«²·½¿¬·±²­ô éøé÷æîëéï�îëéçô îððèò

Åîïà Ýò Ç»ô Íò Ó¿¬¸«®ô ßò 릲·µô Çò ͸¿¸ô Éò Ì®¿°°»ô ¿²¼ Òò Ó¿²¼¿§¿³ò

�ײº±®³¿¬·±²ó¬¸»±®»¬·½¿´´§ ­»½®»¬ µ»§ ¹»²»®¿¬·±² º±® º¿¼·²¹ ©·®»´»­­

½¸¿²²»´­ò� ×ÛÛÛ Ì®¿²ò ±² ײº±®³¿¬·±² Ú±®»²­·½­ ¿²¼ Í»½«®·¬§ô ëøî÷æîìð

�îëìô ¶«²» îðïðò

Åîîà Ôò Ƹ±« ¿²¼ Æò Ø¿¿­ò �Í»½«®·²¹ ¿¼ ¸±½ ²»¬©±®µ­ò� ×ÛÛÛ Ò»¬©±®µô

ïíøê÷æîì�íðô ïçççò

Åîíà Íò Ƹ«ô Íò Í»¬·¿ô Íò Ö¿¶±¼·¿ô ¿²¼ Ðò Ò·²¹ò �ß² ·²¬»®´»¿ª»¼ ¸±°ó¾§ó

²»¬©±®µ­ò� ײ ×ÛÛÛ Í§³°±­·«³ ±² Í»½«®·¬§ ¿²¼ Ю·ª¿½§ô °¿¹»­ îëç�îéïô

îððìò

Åîìà Íò Ƹ«ô Íò È«ô Íò Í»¬·¿ô ¿²¼ Íò Ö¿¶±¼·¿ò �Û­¬¿¾´·­¸·²¹ °¿·®©·­» µ»§­ º±®

­»½«®» ½±³³«²·½¿¬·±² ·² ¿¼ ¸±½ ²»¬©±®µ­æ ß °®±¾¿¾·´·­¬·½ ¿°°®±¿½¸ò�

ײ ×ÛÛÛ ×ÝÒÐô °¿¹»­ íîê�ííëô îððíò

Åîëà ÖòÔ Ý¿®¬»® ¿²¼ ÓòÒòÉ»¹³¿²ò �˲·ª»®­¿´ ½´¿­­»­ ±º ¸¿­¸ º«²½¬·±²­ô�

Ö±«®²¿´ ±º ½±³°«¬»® ¿²¼ ­§­¬»³ ­½·»²½»­ô ª±´òïèô °°ò ïìíóïëìô ïçéçò

Åîêà ͸¿²²±²ô ÝòÛò �ß ³¿¬¸»³¿¬·½¿´ ¬¸»±®§ ±º ½±³³«²·½¿¬·±²ô� ײ ßÝÓ

Í×ÙÓÑÞ×ÔÛ Ó±¾·´» ݱ³°«¬·²¹ ¿²¼ ݱ³³ò λª·»©ô ª±´òëô °¿¹»­ í�ëëô

îððïò

Åîéà ÝØ Þ»²²»¬¬ô Ùò Þ®¿­­¿®¼ô Ýò Ý®®°»¿«ô ¿²¼ ËÓ Ó¿«®»®ò �Ù»²»®¿´·¦»¼

°®·ª¿½§ ¿³°´·´·½¿¬·±²ô� ×ÛÛÛ Ì®¿²ò ±² ײº±®³¿¬·±² ̸»±®§ô ª±´òìïô °°ò

ïçïëóïçîíô Ò±ªò ïççëò

Åîèà ߱²±ô Ìò ¿²¼ Ø·¹«½¸·ô Õò ¿²¼ Ѹ·®¿ô Ìò ¿²¼ Õ±³·§¿³¿ô Þò ¿²¼ Í¿­¿±µ¿ô

Øò �É·®»´»­­ ­»½®»¬ µ»§ ¹»²»®¿¬·±² »¨°´±·¬·²¹ ®»¿½¬¿²½»ó¼±³¿·² ­½¿´¿®

®»­°±²­» ±º ³«´¬·°¿¬¸ º¿¼·²¹ ½¸¿²²»´­ô� ×ÛÛÛ Ì®¿²ò ±² ß²¬»²²¿­ ¿²¼

Ю±°¿¹¿¬·±²ô ª±´òëíô °¿¹»­ íééê�íéèìô îððëò

Åîçà Øò Ô·«ô Çò É¿²¹ô Öò Ç¿²¹ô ¿²¼ Çò ݸ»²ò �Ú¿­¬ ¿²¼ Ю¿½¬·½¿´ Í»½®»¬

Õ»§ Û¨¬®¿½¬·±² ¾§ Û¨°´±·¬·²¹ ݸ¿²²»´ λ­°±²­»ò� ײ ×ÛÛÛ ×ÒÚÑÝÑÓô

°¿¹»­ íïìè�íïëêô îðïíò

Åíðà Îò Ù®¿§ò �Û²¬®±°§ ¿²¼ ·²º±®³¿¬·±² ¬¸»±®§ øÍ»½±²¼ Û¼·¬·±²÷ò� Í°®·²¹»®ô

ïççðò

Åíïà Üò ݸ®·­¬±°¸»ô ¿²¼ Îò ݸ®·­¬·¿²ò �Ú·²¼·²¹ ÍØßóï ½¸¿®¿½¬»®·­¬·½­æ Ù»²ó

»®¿´ ®»­«´¬­ ¿²¼ ¿°°´·½¿¬·±²­ò� ײ ß¼ª¿²½»­ ·² Ý®§°¬±´±¹§óßÍ×ßÝÎÇÐÌô

°¿¹»­ ï�îðò Í°®·²¹»®ô îððêò

Åíîà Èò É¿²¹ô Çò Ç·²ô ¿²¼ Øò Ç«ò �Ú·²¼·²¹ ½±´´·­·±²­ ·² ¬¸» º«´´ ÍØßóïò� ײ

ß¼ª¿²½»­ ·² Ý®§°¬±´±¹§óßÍ×ßÝÎÇÐÌô °¿¹»­ ïé�íêò Í°®·²¹»®ô îððëò