تولید کلید لایه فیزیکی برای ارتباطات پهبادها و سنجش پایداری آن در برابر حملات غیرفعال و فعال

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری جنگ الکترونیک مخابراتی /دانشگاه جامع امام حسین (ع)

2 عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی قم

3 عضو هیات علمی / پژوهشکده فناوری ارتباطات، پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات

4 کارشناس ارشد / دانش آموخته مخابرات امن دانشگاه علم و صنعت ایران

doi
چکیده

ارتباطات بی‌سیم پهبادهاi به دلایلی از قبیل امکان تحرک بالا، هزینه کم، استقرار بر اساس نیاز و نیز بهره‌وری از کانال‌های دید مستقیمii هوا به زمین، علاقه‌مندی بسیاری را در کاربردهای نظامی و تجاری به خود جلب کرده است. با این حال، این مزایا سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم پهپاد را در برابر حملات غیرفعال و حملات فعال آسیب‌پذیر می‌کند. در سال‌های اخیر، با افزایش قدرت محاسباتی رایانه‌ها و در نتیجه افزایش تهدیدهای امنیتی، یک راهکار امنیتی نوین و کارآمد به نام امنیت لایه فیزیکی بسیار‌ مورد توجه قرار گرفته است. در این حوزه، یکی از مهمترین این روش‌ها، تولید کلید از ویژگی‌های کانال بی‌سیم است. در این مقاله، با تمرکز بر روی روش‌های مبتنی بر فاز کانال، دو روش عملی تولید کلید از فاز کانال یعنی: 1) روش اول، استفاده از اختلاف فاز یک سیگنال سینوسی با دو فرکانس و 2) روش دوم، به‌کارگیری فاز اولیۀ تصادفی برای سیگنال سینوسی با یک فرکانس، معرفی می‌شوند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد تولید کلید مبتنی بر روش دوم از منظر حملات فعال (حملۀ مرد در میانii و حملۀ پارازیتiv)، عملکرد بهتری نسبت به روش اول دارد. همچنین روش دوم، با تولید کلید با آنتروپی بالا بر چالش ایستایی لینک‌های پهباد غلبه می‌کند. همچنین این روش را از منظر نواحی افشای کلیدv مورد مطالعه قرار می‌دهیم. خواهیم دید که با اجرای ایدۀ کاوش کانالvi بر روی چند فرکانس، درصد نواحی افشای کلید کاهش می‌یابد. نتایج به‌دست آمده در این مقاله، بینش‌های مهندسی مفیدی جهت طراحی و بهینه‌سازی یک لینک امن برای ارتباطات پهباد ارائه می‌دهند.