12632

12632

دستيابي به ظرفيت محرمانگي در كانال‌هاي نامتقارن شنود با استفاده از كُدگذاري قطبي

كارشناسي ارشد

برق - مهندسي فناوري اطلاعات - مخابرات امن

بهمن‌ماه 1392

بهمن‌ماه 1392

دكتر وحيد طباطباوكيلي

چكيده در امنيت سيستم از منظر نظريه اطلاعات، فرض بر اين است كه توان محاسباتي شنودگر نامحدود است. بر مبناي اين تعريف، درصورتي‌كه بر اساس اثبات تئوريك سيستمي امن باشد، توان محاسباتي شنودگر و فناوري سخت‌افزاري آن، تأثيري در ناامن سازي سيستم نخواهد داشت، به همين دليل اين بحث همواره از اهميت بسزايي برخوردار بوده است. به دليل غيرمتقارن بودن بسياري از كانال‌هاي انتقال اطلاعات در دنياي واقعي و توزيع ورودي غيرباينري آن‌ها، بررسي كانال‌هاي غيرباينري و غيرمتقارن از ديدگاه امنيت ضروري مي‌باشد. كدهاي قطبي كه در سال هاي اخير معرفي شده‌اند از دسته كدهاي نائل به ظرفيت و داراي پيچيدگي كم كدگذاري و كدگشايي مي‌باشند. ثابت شده است كه كدهاي قطبي براي كانال هاي متقارن باينري، با فرض تنزل يافته بودن كانال شنود نسبت به كانال اصلي، به ظرفيت محرمانگي دست مي‌يابند. در اين پايان نامه، هدف ارائه طرحي با استفاده از كدگذاري قطبي براي رسيدن به ظرفيت محرمانگي در كانال‌هاي غيرباينري و غيرمتقارن مي‌باشد. تعميم نتايج تحقيقات قبلي در زمينه كانال‌هاي متقارن با ورودي باينري، به كانال‌هاي غير باينري و غيرمتقارن و دستيابي به كران بالاي نرخ ابهام در كل ناحيه ظرفيت-ابهام در كانال‌هاي مذكور از جمله نوآوري هاي اين پايان‌نامه مي‌باشد. ابتدا بحث امنيت از منظر نظريه اطلاعات و مفهوم محرمانگي توصيف‌ و در ادامه، كدگذاري قطبي معرفي شده است. بر مبناي كدگذاري قطبي طرحي پيشنهاد شده است كه در كانال‌هاي نامتقارن با ورودي باينري شروط قابليت اطمينان و محرمانگي را اقناع مي‌كند و درعين‌حال، نرخ كد طرح پيشنهادي به ظرفيت محرمانگي مي‌رسد. همچنين اثبات شده است كه مقدار نرخ ابهام در نرخ‌هاي بيش از ظرفيت محرمانگي هم به كران بالاي خود ميل مي‌كند. الزام وجود سمبل هاي تصادفي در كدگذار توجيه و در ادامه، نتايج به كانال‌هاي نامتقارن با ورودي غيرباينري تعميم داده‌شده‌اند. در نهايت با شبيه‌سازي ساختار پيشنهادي، دستيابي نرخ ابهام به كران بالاي خود در كل ناحيه ظرفيت-ابهام نمايش داده مي‌شود. واژه‌هاي كليدي: كدگذاري قطبي، ظرفيت محرمانگي، كانال شنود، كانال نامتقارن