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主要在认知无线电网络中用户身份验证:调查

T.Lakshmibai1,B.Chandrasekaran2,C.Parthasarathy3
  1. SCSVMV大学研究学者,部门的ECE Kanchipuram Tamilnadu、印度
  2. SCSVMV大学Asst.Professor,部门的ECE Kanchipuram Tamilnadu、印度
  3. SCSVMV大学Asst.Professor,部门Kanchipuram Tamilnadu、印度
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文摘

有效使用的无线电频谱,人们提出了认知无线电网络,允许二级用户占用频谱当主用户没有使用它。为了避免干扰主用户从用户应不断检查频谱的使用情况。但实现忠实的监控并不容易。因此主要用户模拟(PUE)攻击形成。应对这种攻击主用户的信号可以验证在物理层本身。在本文中,我们提供各种方法(处理在不同的论文)验证主用户的信号,符合FCC的要求

关键字
认知无线电(CR), PUE攻击,主要用户(PU),次要用户(SU)。

介绍
今天的无线网络是基于固定频谱分配政策。在这个光谱的实际利用率只有15%到85%的分配,在任何时间点。频谱使用的低效率和限制频谱可用性的需要一个新的称为认知无线电网络的通信范例。认知无线电(CR)是一种检测的无线通信的通信通道在使用和不使用并立即占据了入住通道离开的。

认知无线电网络

认知无线电体系结构
如下所示的认知无线电网络体系结构包括两个网络组即初级网络和认知无线电网络
主要网络:现有网络基础设施被称为初级网络。这个网络的用户(主用户)有权利经营特定光谱的波段称为许可乐队。这个网络的例子是电视广播网络和移动通信网络。
认知无线电网络:否则称为二级网络,没有任何操作所需的乐队,从而在没有执照的乐队。
认知无线电用户可以多次反射的方式互相交流或者可以访问基站。中使用的三种不同的访问类型在异构网络的认知无线电网络体系结构是:
1。认知无线电网络访问:认知无线电用户可以访问自己的认知无线电基站的许可和授权频谱乐队。因为所有的通信发生在认知无线电网络中,其介质访问计划是主要的独立的网络。
2。认知无线电AdHoc网络访问:认知无线电用户可以相互通信通过临时连接许可和授权频谱乐队。认知无线电用户可以有自己的介质访问计划。
图像
认知无线电用户可以多次反射的方式互相交流或者可以访问基站。中使用的三种不同的访问类型在异构网络的认知无线电网络体系结构是:
1。认知无线电网络访问:认知无线电用户可以访问自己的认知无线电基站的许可和授权频谱乐队。因为所有的通信发生在认知无线电网络中,其介质访问计划是主要的独立的网络。
2。认知无线电AdHoc网络访问:认知无线电用户可以相互通信通过临时连接许可和授权频谱乐队。认知无线电用户可以有自己的介质访问计划。
3所示。主要网络访问:认知无线电用户可以通过授权访问主基站乐队,如果主网络许可。与其他类型的访问,认知无线电用户应该支持介质访问技术的主要网络。同时,初级基站应该支持认知无线电功能。

认知无线电功能
CR技术允许用户拥有“最佳可用频道”
光谱传感,检测未使用的频谱和与其他用户共享频谱没有有害干扰。
频谱管理——选择最好的渠道
频谱共享,协调与其他用户访问这个通道。
频谱移动性——腾出通道当检测到授权用户。
图像

认知无线电网络应用程序:
认知无线电网络中使用应急网络、军事网络,CR网状网络,租用网络、移动网络和多媒体。

PUE攻击
安全威胁CR是初级用户模拟(PUE)攻击。由于低效的使用频谱,CR网络提出了。基本思想是允许二级用户使用频谱如果主用户没有使用它。为了达到这个目的,每个二级用户必须监控频谱的使用情况,以避免干扰主用户。这给问题的高效和深信不疑的监控使用。恶意二级用户谁想获得不公平使用的频谱可以模仿主用户,并能因此欺骗其他二级用户相信主用户使用频谱当它不是。
这叫做PUE(初级用户模拟)攻击。为了防止这种攻击应该有主用户的频谱使用情况进行身份验证的一种方法。

详细研究
抵消PUE攻击,发射机验证方案[1],叫做LocDef(本地化的基础防御),用于验证给定的信号是否从一个现任发射机通过估计其位置和观察它的信号特征。这可以集成到频谱感知过程和LocDef雇佣了一个非交互式定位方案来检测和定位PUE在特定条件下的攻击。
验证主用户的信号[2]符合FCC的要求是一个新颖的方法,集成了无线连接密码签名和签名。这里的辅助节点作为“桥梁”,使二级用户验证加密签名由辅助节点的信号,然后获得辅助节点的真实签名链接来验证主用户的信号。与主要辅助节点的邻近用户不需要任何培训过程。
确定攻击物理层[3]modulation-based transient-based指纹识别技术。
Transient-based技术,独特的特性在瞬态阶段观察到当打开收音机。这些特性出现在每个数据包传输的开始,如图3所示。它是用于区分类(例如,模型和制造商)的无线设备
图像
Modulation-based技术依赖于缺陷调制器的无线电收发器,如频率和星座象征偏差(图4),Modulation-based特性易受功能和信号回放,而transient-based识别很容易受到信号重放攻击。
对频谱使用身份验证使用加密链接签名[4],不需要辅助节点[2]。这里有两种方案可以添加一个签名,一个使用调制,可以使用其他使用编码。主用户检测,(即检测主用户是否使用其谱)方法1。能量检测和
2。特征检测
能量检测,二级用户使用能源强度来确定一个主用户的信号,而在特征检测二级用户发现的一些具体特性信号,并使用这些功能来识别一个主用户。特性的例子包括飞行员,同步单词和推导。在这种身份验证方案,验证标签生成和传播。

添加标签来调制
身份验证标记可以透明地添加到物理层的调制方案。标签添加噪音。
图像
正交相移编码标签(人造噪声)是扰乱阶段星座图的位置。
当标记是1,我们由学位阶段转向轴,其中< < / 4。圆上的最终位置保持保持相同的信号能量。
当标签是0,我们由学位阶段转向轴。

添加标签的编码
身份验证标记就可以透明地添加在物理层编码模块称为错误校正码(ECC)。
图像
主要用户身份验证系统移动认知无线电网络[5]与低功率辅助节点执行。这个系统依赖于物理层的签名(签名链接)和加密机制来可靠地感觉PU活动CRN和传递信息。移动二级用户将被安置在这个系统不需要反复训练和每一个位置的改变。
安全问题和PHY-layer发射机标识认证[6]提出了方案。多路径的室内办公场景与定常传播通道被认为是和发射机的位置指纹提取无线介质。小波变换用于放大发射机指纹的特征。
击败PUE攻击[7],信念传播使用,避免了额外的传感器网络的部署和昂贵的硬件中使用网络。每个二级用户计算当地的功能和兼容性函数,计算信息,与邻近用户交流信息,计算出的信仰,直到收敛。然后PUE攻击者会发现,所有的SUs网络将在广泛的铸造方式通知对攻击者的特征信号。因此所有SUs可以避免将来PUE攻击者的主要模拟信号。
在物理层认证[8],身份验证信息同时传输数据。没有任何额外的带宽添加身份验证与精心设计的秘密调制波形。但它会增加数据恢复的可能性误差。然而,足够长的时间验证码字,一个有用的认证可以实现非常轻微的退化数据。同时,把身份验证标记作为一个飞行员符号序列,数据恢复可以提高意识到接收器。
小说QoE-driven信道分配方案[9]SUs和认知无线电网络(CRN)基站(BS)提出。经验的体验质量(质量)数据在不同主频道(pc)被SUs收集和交付给一个认知无线电基站(crb)。可用的crb分配信道资源,根据SUs体验质量的期望和维护一个队列优先级服务。修改后的开/关模型和马尔可夫模型SUs pc和服务队列模型的共同追究这个信道分配方案。
摘要“物理层多载波认证”[10],通过约束之间的权力分配消息和身份验证标记,身份验证可以同时隐形和鲁棒性。而不是把能量集中于少数几个高功率的航空公司,最好是用许多小功率的运营商提高隐形和鲁棒性。基于认证系统的主要好处是提高隐形和健壮性,没有增加力量。
拟议中的自私攻击和检测[11]技术,与多信道资源合作相邻认知无线电节点称为COOPON(合作相邻认知无线电节点)。自私攻击的三种类型:
类型1:信号假自私的攻击。
类型2:信号假自私攻击在动态信号的访问。
类型3:通道前占领自私的攻击。
COOPON给可靠的自私攻击检测结果通过简单计算,特别适合认知无线电网络。

提出工作
为了对抗PUE攻击,应提供一个合适的身份验证系统。初级用户身份验证系统应该提供PU二级用户活动信息安全可靠地。因此我们提出一个安全认证与调制可能在物理层完成本身。我们提出一个方法主要用户可以添加一个加密签名链接到它的信号主要用户进行身份验证。签名添加通过QAM调制技术,它提供了更好的性能和恶意二级用户无法解码的加密签名调制信号。使用Matlab模拟可能执行,沟通工具盒。
QAM方法发送两个不同的和独特的不同渠道的信息。承运人阶段转变为了创建两个运营商即正弦和余弦的版本。调节器的输出是用代数方法总结和结果,这是一个信号,包含同步传输,(我)和正交(Q)的信息。振幅的一系列可能的组合,在x - y坐标图所示,是一个模式的点称为QAM星座。与16 QAM调制方案,4位处理产生一个向量。合成星座由四个不同的振幅分布在12个不同的阶段,如图7所示。获得和使用QAM能达到更高的数据速率,它提出了聚氨酯身份验证。
图像

结论
PUE攻击的主要威胁是认知无线电网络。识别和其破坏性影响光谱传感分析通过各种文件。应对这PUE攻击,一个高效的主发射机身份验证是必要的。比正交相移编码QAM提供更高的数据速率。因此正交相移编码,而是未来的工作将完成基于QAM的身份验证。

引用
  1. j . r . Chen公园,j·h·里德“防御主要用户模拟攻击在认知无线电网络中,“IEEE期刊选定地区沟通,26卷,没有。1、25-37页。2008年1月。
  2. p . y . Liu Ning, h·戴“验证主用户的信号在认知无线电网络中通过无线连接集成加密和签名,“在Proc。2010年IEEE计算机协会。安全与隐私,286 - 301页。
  3. b . Danev h . Luecken s Capkun, k . e . Defrawy“攻击物理层的识别,”2010年Proc。ACM WiSec, 89 - 98页。
  4. k . x Tan Borle、w·杜和陈,“密码链接为认知无线电频谱使用身份验证签名,“2011年Proc。ACM WiSec, 79 - 90页。
  5. Swathi chandrashekarand &Loukas lazo”主要移动认知无线电网络用户身份验证系统”,特邀报告978 - 1 - 4244 - 8132 - 3/10 / IEEE 2010。
  6. Caidan赵,梁谢,学苑江黄Lianfen燕姚明,“PHY-Layer身份验证发射机标识在认知无线电网络”,2010年IEEE通信和移动计算国际会议上,978 0 - 7695 - 3989 - 8/10
  7. 李Husheng,周元,Dusit Niyato,居本歌曲,和朱汉,“击败主要用户使用信念传播认知无线电网络仿真攻击,“IEEE j .选取。地区通信、30卷,没有。2012年11月10日。
  8. 保罗•L,约翰·s·巴拉大脑m·萨德勒“物理层认证”,IEEE取证和安全信息,第三卷,第一,2008年3月
  9. Tigang江,Wang和Athanasios诉Vasilakos Honggang“体验质量驱动多媒体传输信道分配方案基于优先级的二级用户的认知无线电网络”,IEEE期刊选定地区沟通,30卷,no7, 2012年8月。
  10. 保罗·l . Yu和约翰·s·巴拉和布莱恩·m·萨德勒“物理层的多载波认证”,IEEE - 978 - 1 - 4244 - 2100 - 8/08/2008
  11. 米乔韩Longzhe Dohoon金姆和Hoh彼得,“认知无线电特别自私的攻击和检测网络”,IEEE网络可能/ 2013年6月,0890 - 8044/13 /
  12. 中情局Akyildiz, w . y . Lee m . c . Vuran和s·莫汉蒂,“下一代无线网络动态频谱接入/认知无线电:一项调查显示,“第一版。Netw。,vol. 50, no. 13, pp. 2127–2159, Sep. 2006.
  13. b .野生和k·拉马钱德兰检测主要接收器对于认知无线电的应用程序,“在Proc。1日Int IEEE计算机协会。DySPAN,巴尔的摩,医学博士,2005年11月,页124 - 130。
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