متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد، لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

در مقایسه با روش های مرسوم رمزنگاری، تولید کلید مخفی (SKG) لایه فیزیکی به دلیل ویژگی هایی از قبیل سبک وزن بودن و مقیاس پذیری برای شبکه های نسل ششم (6G) کارآمدتر و مناسب تر است. در حوزۀ SKG، طرح های مبتنی بر مولدهای تصادفی محلّی برای تولید کلید با نرخ بالا، استفاده می شوند. یکی از این طرح ها، تزریق فاز تصادفی است که در آن سیگنال های کاوش کانال با فاز تصادفی بین طرفین ارتباط (آلیس و باب) مبادله می شود. در این کار تحقیقاتی، یک طرح SKG در حضور یک رلۀ غیرقابل اعتماد ارائه می شود که در آن، رله نمی تواند به کلید دست یابد. به منظور عملیاتی بودن طرح، برای اولین بار، سیگنال های کاوش کانال از جنس فاز تصادفی گسسته در نظر گرفته شده و در گیرندگی نیز از کوانتیزه کننده تک بیتی استفاده می شود. به علاوه، به منظور کاهش نرخ خطای کلید، از کوانتیزاسیون با نواحی محافظ (GB) برای استخراج کلید استفاده می گردد. برای چنین سناریویی، روابطی برای نرخ تطبیق کلید، نرخ عدم تطبیق کلید (KMR) و نیز نرخ دور ریزی کلیدها (KDR) به ازای هر کاوش کانال ارائه می دهیم. اگرچه افزایش محدوده GB، معیار KMR را کاهش می دهد، اما طول دنباله کلید نیز کوتاه می گردد. به منظور ارزیابی تأثیر GB بر روی کارایی طرح تولید کلید پیشنهادی، نرخ تولید کلید خام تعریف شده و محاسبه می گردد. در بخش شبیه سازی، بینش های مهندسی مفیدی در خصوص تعیین توان سیگنال کاوش، محدود GB و نیز قدرت تصحیح کدینگ مورد نیاز، ارائه می دهیم. همچنین در این مقاله، به ارزیابی امنیتی طرح پیشنهادی می پردازیم. ضمن محاسبۀ ظرفیت کلید مخفی، خواهیم دید که رلۀ غیرقابل اعتماد و شنودگر خارجی با رهگیری مراحل کاوش کانال نمی توانند کلید را کشف کند.

در سال های اخیر، توسعه ی پهبادهاi یک تغییر راهبردی اساسی و نوین در سیستم های ارتباطی بی سیم بوده است. این فناوری نوظهور، با بهره برداری از قدرت مانور بالا و نیز هزینه کم، قادر است ارتباطات فراگیر، به خصوص در نقاط حساس و مناطق دوردست، فراهم آورد. اخیراً یک راهکار امنیتی نوین و کارآمد به نام تولید کلید مخفی لایه فیزیکی بسیار مورد توجه محققان و صنعت گران قرار گرفته است. این روش، به دلیل سبک وزنiii بودن و مقیاس پذیری آسان برای کاربردهای پهباد جذاب است. با این حال، در ارتباطات پهباد به پهباد ایستاiv، تولید کلید مخفی با دو چالش مهم مواجه است: نرخ پایین تولید کلید و وجود نواحی آسیب پذیریv . برای مرتفع کردن ضعف اول، می توان از مولدهای تصادفی محلٌی توسط خود پهبادها استفاده کرد. به طور خاص در این مقاله، سیگنال های کاوش کانالvi ارسالی توسط پهبادها، فاز تصادفی دارند. همچنین برای افزایش نرخ تولید کلید پیشنهاد شده است که یک گره خارجی به نام رله (که به آن اعتماد نداریم) در فرآیند تولید کلید شرکت کند. برای چنین مدل سیستمی، یک طرح تولید کلید امن پیشنهاد شده است. از آنجایی که کلید پیشنهادی مرکب از چندین فاز تصادفی می باشد، آنتروپی بالایی دارد. سپس، ضمن ارائه ی حمله برای شنودگر، طرح از منظر محرمانگی هندسیvii مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که طرح پیشنهادی در مقایسه با مرجع اخیر (بدون رله)، نواحی آسیب پذیری کمتری دارد.

در این مقاله ما از ویژگی سیگنال های بیومتریک اثر انگشت برای تولید کلیدهای رمزنگاری تصادفی استفاده می کنیم. مهم ترین ویژگی این روش استفاده از ویژگی های منحصر به فرد اثرانگشت در تولید کلید تصادفی می باشد. حریم خصوصی کلید بیومتریک تولید شده به صورت تصادفی و پیچیدگی الگوریتم تولید کلید، جنبه های اصلی حاکم بر امنیت کلید است. در روش پشنهادی ابتدا ویژگی های منحصر به فرد اثر انگشت که شامل نقاط مینوشیا می باشد از تصویر اثرانگشت استخراج می شوند. سپس برای افزایش ویژگی های آماری و پیچیدگی، فاصله اقلیدوسی تمام نقاط مینوشیا نسبت به یکدیگر حساب شده و در یک ماتریس ذخیره می شوند. در مرحله بعد داده های این ماتریس بعد از نرمالیزه شدن به اعداد 8-بیتی توسط عملیات جایگشت جابجا می شوند. سپس برای افزایش سطح امنیت و قابلیت تصادفی بودن از عمل غیر خطی S-box 8-بیتی استفاده شده در رمز قالبی AES استفاده شده است. بدین صورت که داده های 8-بیتی هر یک جداگانه به S-box اعمال می شوند و نتیجه ذخیره می شود. در نهایت داده های بدست آمده از بایت کم ارزش تا بایت پر ارزش در دسته های 128-بیتی یا 192-بیتی یا 256-بیتی می توانند به عنوان کلید در سیستم های رمزنگاری مورد استفاده قرار گیرند. آنالیزهای آماری که روی کلیدهای تولید شده صورت گرفته نشان دهنده ویژگی تصادفی بودن قابل قبول کلیدها می باشد. بنابراین ساختار پیشنهادی برای تولید کلید تصادفی می تواند در رمزنگاری سیگنال های دیجیتال با حجم زیادی از داده مانند تصویر و صدا استفاده شود.

در این مقاله از ویژگی های منحصربه فرد بیومتریک اثر انگشت برای تولید کلیدهای رمزنگاری تصادفی استفاده شده است. جنبه های اصلی حاکم بر امنیت کلید تولیدشده شامل حریم خصوصی اثر انگشت و ویژگی تصادفی و پیچیدگی الگوریتم تولید کلید هستند. در روش پیشنهادی، ابتدا ویژگی های منحصربه فرد اثر انگشت شامل نقاط مینوشیا از تصویر اثر انگشت استخراج می شوند، سپس برای افزایش ویژگی های آماری و پیچیدگی الگوریتم، فاصله اقلیدوسی و زاویه تمام نقاط مینوشیا نسبت به یکدیگر، حساب و ذخیره می شوند. در مرحله بعد، این داده ها بعد از نرمالیزه شدن به اعداد 8-بیتی با عملیات جایگشت، جابجا و در هم دیگر ترکیب می شوند. در ادامه، روش پیشنهادی برای افزایش سطح امنیت و قابلیت تصادفی بودن از عمل های غیر خطی S-boxهای 8-بیتی S0 و S1 به کار برده شده در رمز قالبی CLEFIA استفاده شده است. آنالیزهای آماری صورت گرفته روی کلیدهای تولیدشده، نشان دهندۀ پذیرفتنی بودن ویژگی تصادفی کلیدها است؛ بنابراین، ساختار پیشنهادی برای تولید کلید تصادفی می تواند در رمزنگاری سیگنال های دیجیتال با حجم زیادی از داده مانند تصویر و صدا استفاده شود.

در این مقاله، یک پروتکل پساپردازش برای سامانه های توزیع کلید کوانتومی (QKD) مبتنی بر چیدمان بسیار پرکاربرد BB84 استاندارد دو بعدی معرفی شده است. در نوشتن الگوریتم های این پروتکل از حالت بهینه کدها و توابع شناخته شده ای همچون کدهای LDPC، تابع استخراج کلید (KDF)، توابع درهم ساز PolyHash و Toeplitz و سیستم تولید رمز یک بار مصرف (OTP) استفاده شده است. این پروتکل محدود به کاربرد در شمای BB84 دو بعدی نیست و با ایجاد تغییر ساده و جزیی در الگوریتم غربال گری آن، می تواند برای پساپردازش پروتکل های QKD مختلف، از جمله پروتکل دو حالته قطبشی و فازی (B92)، پروتکل چهار حالته مبتنی بر حالت های درهم تنیده (BBM92)، پروتکل حالت فریب (Decoy)، پروتکل های QKD چند بعدی (HD-QKD) و. . . نیز به کار رود.