احراز اصالت مبتني بر مشخصه لايه فيزيكي در شبكه هوشمند انرژي

كارشناسي ارشد

قابليت اطمينان شبكه هوشمند انرژي به پايداري و امنيت سيستم‌هاي كنترلي و مخابراتي وابسته است. شبكه هوشمند نيازمند اتصالات با درجه بالاي امنيت و قابليت اطمينان ميباشد و براي آشكارسازي و مقابله با آسيب‌پذير‌يها و رخنههاي امنيتي بايد پروتكلهاي امنيتي پيشرفته وجود داشته باشد. درعين‌حال كاربردهاي حياتي در شبكه هوشمند انرژي از محدوديتهاي زمان بحراني شديدي برخوردار است. از سوي ديگر احراز اصالت موجوديت‌هاي شبكه در ارتباطات زمان بحراني و صدور دستورات كنترلي بسيار مهم است. اما روشهاي احراز اصالت موجود نيازمند زمان محاسبه و احراز اصالت نسبتاً بالايي ميباشند كه استفاده از آن‌ها را در كاربردهاي زمان بحراني شبكه هوشمند غيرممكن ميسازد. در سال‌هاي اخير تحقيقات بسياري در حوزه احراز اصالت با استخراج ويژگي‌هاي لايه فيزيكي در كاربردهاي مختلف بدون در نظر گرفتن الزامات شبكه هوشمند انرژي پيشنهاد شده است. استفاده از اين ويژگيها براي احراز اصالت موجب كاهش سربار مخابراتي و محاسباتي و همچنين بهبود امنيت ميشود. لذا در اين پاياننامه طرح‌هايي براي احراز اصالت لايه فيزيكي دوسويه در شبكه‌هاي هوشمند انرژي ارائه مي‌شود. در طرح احراز اصالت پيشنهادي اول و دوم، ابتدا روش مبتني بر كليد عمومي معرفي و سپس طرح اول احراز اصالت لايه فيزيكي مبتني بر تخمين آفست فركانس و طرح دوم احراز اصالت لايه فيزيكي مبتني بر پيشبيني آفست فركانس در فيلتر كالمن بررسي مي‌شود. در طرح پيشنهادي سوم از روش درخواست – پاسخ براي احراز اصالت دوسويه و سپس با جايگذاري كليد بهعنوان آفست فركانسي هر فريم و پيشبيني آن در گيرنده براي احراز اصالت استفاده ميشود. طرح‌هاي پيشنهادي‌ در مقابل حملات غيرفعال و فعال مقاوم و در محيطهاي واقعي از كارايي بالايي برخوردار هستند. علاوه بر اين، طرح‌هاي پيشنهادي داراي سربار مخابراتي و محاسباتي ناچيزي هستند كه سبب مي‌شود در كاربردهاي زمان بحراني شبكه هوشمند داراي عملكرد مطلوبي باشند. همچنين طرحهاي پيشنهادي دوم و سوم داراي عملكرد مطلوب در SNRهاي پايين ميباشند. به‌طوري كه احراز اصالت در طرح پيشنهادي دوم در SNR=0dB به طور صد در صد و نرخ خطاي بيت در طرح پيشنهادي سوم در SNR=-12dB صفر است.

189562

دانشگاه علم و صنعت ايران

مخابرات سيستم

وحيد طباطباوكيلي