太赫兹(THz)通信作为6G网络的核心支撑技术，以其丰富的频谱资源和超高速传输能力，正在重塑无线通信的物理边界。然而，这种革命性的通信方式也带来了前所未有的安全挑战。太赫兹频段的独特电磁特性，使其在侧信道攻击面前显得异常脆弱，这种脆弱性不仅体现在传统的功耗和时序分析上，更在于其全新的物理层特征为攻击者提供了前所未有的探测窗口。
太赫兹频段：电磁频谱的新前沿
太赫兹波位于微波与红外光之间，频率范围通常定义为0.1-10 THz，对应波长为0.03-3毫米。这个频段拥有极其丰富的频谱资源，每个子信道可提供数十GHz的带宽，为6G网络实现Tbps级别的传输速率提供了物理基础。然而，太赫兹波的传播特性也带来了独特的安全隐患。
太赫兹信号在大气中传播时，会受到水蒸气、氧气等分子的强烈吸收，这导致其传输距离相对较短，通常在100米以内。这种短距离特性反而增加了被近距离攻击的可能性。更关键的是，太赫兹天线的方向性极强，波束宽度通常只有几度，这意味着攻击者只需要在特定的波束方向上部署探测设备，就能够捕获到完整的通信信号。
新型侧信道：太赫兹信号的全维度泄漏
太赫兹通信设备的电磁泄漏呈现出与传统无线设备截然不同的特征。在太赫兹功放、混频器和天线阵列的处理过程中，会产生涵盖从射频到光频的全频段电磁辐射。这种宽频泄漏特性为攻击者提供了丰富的探测维度。
相位噪声泄漏是最为突出的安全问题。太赫兹频率合成器的相位噪声不仅包含了频率信息，更暴露了调制方式、功率控制策略和波束成形的精确参数。攻击者通过分析太赫兹信号的相位噪声特征，可以重建出完整的通信协议栈信息，包括调制阶数、编码方式和自适应参数设置。
波束成形泄漏揭示了太赫兹通信的空间特性。太赫兹massive MIMO系统通过精确的相位控制实现空间复用，这个过程产生的电磁辐射包含了空间信道的完整信息。攻击者可以通过分析不同波束方向的泄漏信号，重构出目标的空间位置信息，并进一步推断出通信双方的相对位置和移动轨迹。
时频域联合泄漏体现了太赫兹通信的时间特征。太赫兹信号的载波频率和相位在毫秒级时间窗口内快速变化，这种动态特征虽然增强了通信的抗干扰能力，但也为攻击者提供了额外的信息源。通过对太赫兹信号的时频域联合分析，攻击者可以提取出传输数据的部分信息，甚至能够重构出原始的基带信号。
攻击演进：从被动接收到主动探测
太赫兹侧信道攻击的技术门槛相对较高，需要专业的太赫兹探测设备和复杂的信号处理算法，但这并不意味着其威胁程度较低。相反，随着太赫兹技术的商业化进程加速，相关攻击工具的获取难度正在快速下降。
被动攻击主要通过高灵敏度的太赫兹探测器来捕获通信信号。现代太赫兹探测器的灵敏度已经达到了飞焦级别，能够检测到极其微弱的电磁辐射。热电子混频器、肖特基二极管和超导纳米线单光子探测器等技术的成熟，使得攻击者可以在数百米距离外精确捕获太赫兹通信信号。
主动攻击则通过向目标设备发射探测信号来获取信息。太赫兹雷达技术可以主动照射目标设备，通过分析反射信号的微弱变化来推断设备内部的工作状态。这种方法不仅能够探测到设备的存在，还能获取其详细的技术参数和配置信息。
共谋攻击结合了被动和主动探测的优势。攻击者首先使用被动探测获取目标设备的基本信息，然后根据这些信息设计特定的主动探测策略，最大化信息获取效率。这种组合式攻击方法在实际的太赫兹安全测试中表现出了极高的成功率。
防护挑战：物理层安全的根本性重构
传统的无线安全机制在太赫兹频段面临着根本性的挑战。基于射频参数的认证机制无法有效区分合法的太赫兹信号和伪造信号，因为太赫兹信号的生成成本较低，伪造技术相对简单。基于波束方向的访问控制也无法提供足够的安全性，因为太赫兹天线的波束模式本身就包含了重要的安全信息。
物理层安全重构是应对太赫兹侧信道威胁的根本解决方案。随机化波束成形技术通过在太赫兹信号中引入随机相位扰动，破坏攻击者的信号分析基础。动态频率选择技术通过实时调整载波频率和带宽，增加攻击者跟踪和捕获信号的难度。
信号伪装技术通过在太赫兹信号中注入伪装信息来误导攻击者。人工噪声注入技术通过在通信频段之外注入随机噪声，掩盖真实的通信信号特征。多层调制技术通过同时使用多个调制阶数和编码方案，增加信号分析的复杂度。
时频域混淆技术通过破坏信号的时频域特征来增强安全性。脉冲位置调制技术通过随机化脉冲的发射时间，使得攻击者无法准确确定信号的传输时序。频率跳变技术通过快速切换载波频率，阻止攻击者建立稳定的分析窗口。
标准前瞻：太赫兹安全的制度化建设
当前的国际标准体系中还没有专门针对太赫兹通信安全的技术规范。3GPP、IEEE和ITU等标准组织正在紧急制定相关的技术标准，但标准的制定和实施需要相当长的时间。在过渡期间，太赫兹通信设备的安全性主要依赖于制造商的自发安全措施。
IEEE P2937标准是专门针对太赫兹通信性能测试的工作组，其技术范围主要关注传输性能和系统效率，尚未涉及安全防护。ITU-R M.2160建议虽然涉及太赫兹频段的频率管理，但也没有具体的安全要求。
预计在2026-2027年间，专门针对太赫兹通信安全的技术标准将会陆续出台。这些标准将重点关注太赫兹信号的电磁兼容性、侧信道攻击防护和物理层安全机制。标准的制定将推动太赫兹通信设备安全性的标准化和规范化，为6G网络的商业部署奠定安全基础。
太赫兹通信的侧信道安全问题，标志着无线安全进入了一个全新的技术时代。在传统无线通信技术已经相对成熟、攻击手段相对固定的情况下，太赫兹技术为攻防双方都提供了新的可能性。对于安全工程师而言，太赫兹频段的独特物理特性既是挑战也是机遇。如何在这种新的电磁环境中构建有效的安全防护体系，将决定6G网络能否在安全的前提下实现其革命性的性能目标。随着太赫兹技术的不断成熟和安全研究的深入推进，我们有理由相信，这种全新的通信方式最终能够在安全可控的框架内发挥其巨大的技术潜力。
资料来源：
- 无线侧信道攻击综合分析 - https://m.renrendoc.com/paper/481333199.html
- 太赫兹通信技术发展趋势 - https://semantic scholar.org/search?q=terahertz%20communication%20security%202025