22073

احراز هويت و توافق كليد بر پايه ساختار درخت باينري در ارتباط گروهي دستگاه-به-دستگاه

كارشناسي ارشد

مخابرات

1398

1398/12/14

دكتر بهمن ابوالحسني

برق

ارتباط دستگاه به دستگاه (D2D) نقش كليدي در سيستم‌هاي بي‌سيم و شبكه‌هاي ارتباطي نسل پنجم موبايل (5G) و همچنين اينترنت اشياء (IoT) را ايفا مي‌كنند. اين ارتباط جهت بهبود پوشش‌دهي سرويس‌هاي مبتني بر مجاورت و ارتقاي عملكرد شبكه معرفي گرديد. همچنين ارتباط گروهي دستگاه به دستگاه بعنوان يكي از سرويس‌هاي مهم مبتني بر ارتباط گروهي مورد توجه قرار گرفته است. در ارتباطات گروهي، حفاظت از حريم خصوصي كاربران گروه بسيار مهم است. به همين جهت، احراز هويت كاربران و توافق كليد نشست بصورت ايمن از اهداف مورد توجه در برقراري اين ارتباط مي‌باشند. تاكنون پروتكل‌هاي زيادي جهت احراز هويت و توافق كليد در ارتباط دو كاربره دستگاه-به-دستگاه معرفي گرديده است، اما جهت ارتباط گروهي كه در آن تعداد بالايي از كاربران با يكديگر ارتباط برقرار مي‌كنند تعداد پروتكل‌هاي پيشنهادي بسيار كم‌تر است. در يك ارتباط گروهي، كاربران جهت برقراي يك كانال امن نياز به توافق كليد اشتراكي به گونه‌اي دارند، كه كاربران خارج از گروه قادر به محاسبه‌ي آن نباشند. اشتراك چنين كليدي در بسياري از موارد زمانبر بوده و نياز به محاسبات پيچيده‌اي توسط كاربران دارد. در اين پايان نامه، جهت برقراي يك كانال امن در ميان كاربران، دو پروتكل احراز هويت و توافق كليد نشست همراه با حفظ حريم خصوصي كاربران، مبتني بر ساختار درختي (AKATGB)، پيشنهاد مي‌شود. در دو پروتكل پيشنهادي، كاربران در سطح پاياني يك ساختار درختي نظم داده شده و مبادرت به ارسال پيام جهت توافق كليد نشست مي‌كنند. جهت حفظ حريم خصوصي، اطلاعات هويتي كاربران چكيده ساز مي‌شود و همچنين در پيام‌ها جهت احراز هويت از امضاي ديجيتال استفاده مي‌شود. آناليز امنيتي و همچنين مقايسه عملكرد زماني پروتكل پيشنهادي با ساير پروتكل‌ها كارايي اين دو پروتكل را نشان مي‌دهد.

1399/03/19

Authentication and Key Agreement Based Binary Tree for D2D Group Communication

3/4/2020 12:00:00 AM

Emerging device-to-device (D2D) communication in 5th generation (5G) mobile communication networks and internet of things (IoTs) provides many benefits in improving network capabilities such as energy consumption, communication delay and spectrum efficiency. D2D group communication has the potential for improving group-based services including group games and group discussions. Providing security in D2D group communication is the main challenge to make their wide usage possible. Nevertheless, the issue of security and privacy of D2D group communication has been less addressed in recent research work. In this paper, we propose an authentication and key agreement tree group-based (AKATGB) protocol to realize a secure and anonymous D2D group communication. In our protocol, a group of D2D users are first organized in a tree structure, authenticating each other without disclosing their identities and without any privacy violation. Then, D2D users negotiate to set a common group key for establishing a secure communication among themselves. Security analysis and performance evaluation of the proposed protocol show that it is effective and secure.