پدافند الکترونیکی و سایبری (Jan 2024)
امنیت لایه فیزیکی با کمک حسگری فشرده در حضور رله‌های غیر ایده‌آل با رفع اثر نقیصه‌های سخت افزاری با ارائه‌ی یک روش تکراری
Abstract
در ارتباطات بی‌سیم، کانال ارتباطی در دسترس همگان است و لذا هر گیرنده در محدوده پوشش مخابراتی، می‌تواند سیگنال ارسالی را دریافت کند. در چنین شرایطی، کاربران غیرمجاز ممکن است از این ویژگی کانال بی‌سیم برای شنود اطلاعات، ایجاد اختلال در ارسال داده، کاهش عملکرد شبکه و ... استفاده کنند. اخیراً استفاده از حسگری فشرده در برقراری امنیت لایه فیزیکی توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است. روش حسگری فشرده در جاهایی که سیگنال‌ها تنک و یا قابل فشرده شدن در یک پایه باشند، مانند پردازش سیگنال تصویر و یا تشخیص تصویر، بسیار کاربرد دارد؛ چرا که می‌تواند به عنوان یک سیستم رمزنگاری در نظر گرفته شود تا ضمن حفظ ماتریس اندازه‌گیری مخفی، عملیات‌های نمونه‌برداری، فشرده‌سازی و رمزگذاری را محقق نماید. در این مقاله، امنیت لایه فیزیکی در یک ارتباط بی‌سیم مشارکتی مبتنی بر چند رله متوالی مورد بررسی قرار گرفته است. در چنین مدلی، ماتریس کانال معادل به عنوان ماتریس اندازه‌گیری امن، مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آنجایی‌که اکثریت کارهای پژوهشی صورت گرفته شده در این حوزه، سخت‌افزار رله ایده‌آل و عاری از نقیصه‌های سخت‌افزاری در نظر گرفته می شود، در این کار تحقیقاتی نیز، فرض عملی نقیصه سخت‌افزاری کوچک در امنیت لایه فیزیکی با کمک حسگری فشرده و در یک شبکه مشارکتی با چندین رله متوالی در نظر گرفته شده است. در نهایت راهکاری جهت بهبود کارایی محرمانگی چنین سیستمی پیشنهاد داده شده است. نتایج شبیه سازی روش ارئه شده نشان داد که در بدترین حالت، نرخ محرمانگی حداقل 10 درصد و در بهترین حالت 120 درصد افزایش می‌یابد. همچنین، پیچیدگی محاسباتی روش ارائه شده از نظر زمان شبیه‌سازی افزایش 22 درصدی را نشان می‌دهد.
