امنيت لايه ي فيزيكي به كمك نويز مصنوعي و بر پايه ي همسونهي تداخل در شبكه هاي MIMO Y wiretap

كارشناسي ارشد

همسونهي تداخل يك ايده¬ي به نسبت جديد مديريت تداخل است كه بر خلاف روش¬هاي معمول متعامد سازي، به كاربران يك شبكه اجازه مخابره هم¬زمان مي¬دهد و به علت بهينه بودن در درجه آزادي ، در نسبت سيگنال به نويز خيلي بالا مي¬تواند به ظرفيت شبكه نزديك شود. با طراحي صحيح ماتريس¬هاي پيش-كدگذاري مي¬توان تداخل ناشي از همه¬ي كاربران را در يك زيرفضا قرار داد تا سيگنال دل¬خواه بدون تداخل بازسازي شود. از طرفي امنيت لايه¬ي فيزيكي و حفاظت از اطلاعات كاربران همواره از مسائل مهم در شبكه-هاي بيسيم بوده است. هم¬چنين بنابر ماهيت داده¬پراپكني سيستم¬هاي مخابرات بيسيم انتقال قابل اطمينان و امن اطلاعات امري ضروري است، بنابراين حفاظت از اطلاعات در لايه¬ي فيزيكي اهميت بيش¬تري مي¬يابد. اگرچه ايده¬ي همسونهي تداخل به خودي خود به علت شكل¬دهي پرتو توانايي اعمال امنيت به شبكه¬ را دارا است اما در صورت حضور يك شنودگر با تعداد آنتن بيشتر از كاربران يك شبكه و يا در حضور يك اخلال-گر امنيت اطلاعات زير سوال مي¬رود. به منظور اعمال امنيت در شبكه¬هاي مبتني بر همسونهي تداخل در حضور يك شنودگر، سه روش كلي پيشنهاد شده است كه عبارتند از صفر اجباري اطلاعات در شنودگر، استفاده از يك اخلال¬گر خودي و استفاده از نويز مصنوعي. روش اول مستلزم داشتن كانال بين كاربران و شنودگر است؛ در روش دوم ماتريس-هاي پيش¬كدگذاري طوري طراحي مي¬شوند كه سيگنال¬هاي اخلال¬گر در زيرفضاي تداخلي گيرنده¬هاي خودي قرار بگيرند در حالي كه اين سيگنال¬ها براي شنودگر با سيگنال¬هاي اصلي ادغام شده است؛ در روش نويز مصنوعي هر يك از كاربران علاوه بر داده¬ي اصلي يك جريان داده¬ي ديگر را هم ارسال مي¬كنند. در اين پايان¬نامه به بررسي امنيت لايه¬ي فيزيكي با استفاده از نويز مصنوعي در يك شبكه¬ي كاربره¬ي MIMO Y مبتني بر همسونهي تداخل در حضور يك شنودگر چندآنتني مي¬پردازيم. ابتدا حالت هاي مختلف شنودگر را بر اساس توانايي دريافت اطلاعات بررسي كرده و ماتريس¬هاي پيش¬كدگذاري طوري طراحي مي-شوند كه نويزمصنوعي مجموع كاربران در يك زيرفضا در رله قرار گيرد در حالي¬كه براي شنودگر اين نويز و تداخل كاربران با هم ادغام مي¬شود. درجه آزادي امن كاربران به منظور يك معيار سنجش امنيت در سيستم-هاي مبتني بر همسونهي تداخل محاسبه مي¬شود، بر اساس روش ارائه شده درجه آزادي امن كل سيستم نه تنها در همه¬ي موارد مثبت است بلكه وابسته به پارامتر تعداد آنتن¬هاي شنودگر نيست، اين بدان معناست كه درجه آزادي شنودگر برابر صفر است و شنودگر فارغ از هر تعداد آنتن قادر به دريافت اطلاعات شبكه نيست.

196014

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي فناوري اطلاعات - مخابرات امن

دكتر ابوالفضل فلاحتي