17306

17306

سنجش طيف مشاركتي امن بر اساس بازي ائتلافي در شبكه هاي راديوشناختي چندكاناله

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري اطلاعات - مخابرات امن

بهمن 1395

دكتر وحيد طباطبا وكيلي

دكتر وحيد طباطبا وكيلي

برق

اين پايان‌نامه بر روي سنجش طيف مشاركتي و مسائل مربوط به امنيت شبكه هاي راديو شناختي چندكاناله (MCCRN) متركز شده است. در اينجا، هدف سنجش طيف مشاركتي براي تخصيص كانال در MCCRN-ها است به طوري كه تعداد كانال‌هاي قابل‌دسترس در حضور مهاجمان به حداكثر رسانده شود. در ابتدا براي سنجش طيف مشاركتي دو سناريو متمركز و توزيع‌شده بر اساس تئوري بازي ائتلافي در نظر گرفته مي شود. سپس امنيت لايه فيزيكي براي سنجش طيف مشاركتي در MCCRN-ها مورد تحليل قرار مي گيرد. پس از آن، مسئله مهم مديريت كليد و طرح هاي مديريت كليد توزيع‌شده مبتني بر ID و مبتني بر گواهي تشريح مي شود. پياده سازي طرح مديريت كليد توزيع‌شده نيازمند مولدهاي كليد خصوصي توزيع‌شده (DPKG) است، به همين منظور طرح هاي انتخاب DPKG با انرژي كارآمد مبتني بر امنيت و مبتني بر انرژي مورد تحليل و شبيه سازي قرار مي گيرد. به منظور شبيه سازي سنجش طيف مشاركتي با¬توجه به سناريو توزيع شده و مسائل مربوط به امنيت آن، حمله قدرتمند و هوشمند بيزانس مشاركتي توزيع‌شده بر روي سنجش طيف مشاركتي چند كاناله پياده سازي مي شود كه در آن مهاجمان با يكديگر تباني كرده و با اعمال تئوري بازي ائتلافي در ميان خود سعي به حداكثر رساندن تعداد كانال هاي موردتهاجم در يك روش توزيع‌شده دارند. در ادامه، براي مبارزه با چنين حملاتي طرح مديريت كليد سلسله مراتبي مبتني بر ID اتخاذ مي گردد كه در آن CR-ها تنها مي¬توانند بر روي تعداد معيني از كانال هاي درخواست شده بازي كنند و دسترسي به كانال براي سنجش، به CR-هاي درست كار انتخاب‌شده در بازي ائتلاف محدودشده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي¬دهد كه اين طرح مي تواند به‌طور قابل‌ملاحظه‌اي سنجش طيف مشاركتي و امنيت سيستم را در برابر مهاجمان بيزانس بهبود بخشد. در انتها، به‌منظور بهبود سنجش و افزايش كانال¬هاي قابل‌دسترس، طرحي بر اساس كاهش تعداد اعضاي ائتلاف پيشنهاد شده است كه در آن تأثير كاهش تعداد اعضاي ائتلاف ها مورد تحليل و شبيه سازي قرار مي گيرد. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه اين طرح باعث افزايش كانال هاي قابل‌دسترس در حضور مهاجمان مي شود و بهره وري انرژي و طول عمر باتري را افزايش مي دهد.

1396/02/23

1/1/1900 12:00:00 AM

The focus of this thesis in on cooperative spectrum sensing and related issues regarding the security of multi-channel cognitive radio networks (MCCRN). Here, the aim is cooperative spectrum sensing for channel assignment in MCCRNs, so that the number of available channels is maximized in the presence of attackers. At the first, for cooperative spectrum sensing, two centralized and distributed scenarios are considered, which distributed scenario is based on coalition game theories. Then, security of physical layer is analyzed for cooperative spectrum sensing in MCCRNs. after that, the major issue of key management and distributed ID-based and certificate-based key management schemes are discussed. Implementation of distributed key management schemes require distributed private key generators (DPKG). Furthermore, security-based and energy-based DPKG selection are analyzed and simulated to energy-efficiency. Due to simulation of cooperative spectrum sensing regarding distributed scenario and related issues of its security, a more powerful and intelligent distributed cooperative Byzantine attack on the multi-channel cooperative spectrum sensing is implemented, where attackers collude by applying coalition game theory among themselves to maximize the number of invaded channels in distributed manner. Then, to remedy such attacks, a hierarchical identity-base key management scheme is adopted, in which CRs can only play on a certain number of requested channels and channel access for sensing is restricted to the honest CR selected in the coalition game. The simulation results show that this scheme can significantly improve cooperative spectrum sensing and secure the system against Byzantine attacks. Finally, to improve sensing and increasing available channels, a scheme based on decreasing number of coalition members is proposed, which the effect of decreasing number of coalition members is analyzed and simulated. Simulation results indicate that this scheme leads to increase in available channels in the presence of attackers and is more energy efficient and cause an increase in the battery lifetime.