Nghiên cứu bảo mật lớp vật lý cho hệ thống massive mimo với kênh pha đinh rice (Vũ Lê Quỳnh Giang) Full



Mục đích nghiên cứu


Mục đích của luận án là đưa ra một số kết quả mới về Các biện pháp bảo mật lớp vật lý của mạng Massive MIMO và cách phát hiện nhiễu hoa tiêu, tính xác suất phát hiện thiết bị không cấp phép cho các bài toán về bảo mật lớp vật lý đối với các thiết bị nghe lén thụ động và tấn công chủ động



NỘI DUNG


Chương 1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ BẢO MẬT LỚP VẬT

LÝ VÀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG MASSIVE MIMO. . 16

1.1. Bảo mật lớp vật lý trong mạng thông tin di động . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.2. Kênh nghe lén Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.3. Tham số đánh giá dung bảo mật của hệ thống thông tin di động 22

1.4. Hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.4.1. Lợi ích của hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.4.2. Thách thức của hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.4.3. Hệ thống Massive MIMO với số ăng-ten vô cùng lớn . . . . . . . . 31

1.5. Bảo mật lớp vật lý trong hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . . . . . 32

1.5.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . 32

1.5.2. Các phương pháp tấn công trong hệ thống Massive MIMO . . 33

1.6. Kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

i

ii

Chương 2. DUNG LƯỢNG BẢO MẬT CỦA HỆ THỐNG KHI

CÓ THIẾT BỊ NGHE LÉN THỤ ĐỘNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG

MASSIVE MIMO TRONG ĐIỀU KIỆN KÊNH PHA ĐINH RICE

35

2.1. Những thách thức của nghe lén thụ động trong mạng Massive MIMO

36

2.2. Mô hình hệ thống. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3. Phân tích dung lượng bảo mật . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.3.1. Định nghĩa và cách tiếp cận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.3.2. Tốc độ dữ liệu hợp lệ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.3.3. Tốc độ dữ liệu nghe lén đạt được. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.4. Kết quả mô phỏng và tính toán số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.5. Kết luận chương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Chương 3. PHÁT HIỆU NHIỄU HOA TIÊU TRONG HỆ THỐNG

MASSIVE MIMO TRONG ĐIỀU KIỆN KÊNH TRUYỀN PHA-ĐINH RICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51

3.1. Giới thiệu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

3.2. Mô hình hệ thống. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

3.2.1. Mô hình truyền dẫn tầm nhìn thẳng LOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

3.2.2. Mô hình truyền dẫn không tầm nhìn thẳng NLOS . . . . . . . . . . . 58

3.3. Tấn công sử dụng nhiễu hoa tiêu ở kênh đường lên . . . . . . . . . . . . . 61

3.3.1. Sơ đồ phát hiện hoa tiêu ngẫu nhiên khi không bị can nhiễu . 62

iii

3.3.2. Sơ đồ phát hiện nhiễu hoa tiêu ngẫu nhiên dưới sự ảnh hưởng của

nhiễu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

3.3.3. Xây dựng phạm vi phát hiên thiết bị bất hợp pháp. . . . . . . . . . 66

3.4. Kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

3.4.1. Sử dụng cặp hoa tiêu thử nghiệm trong một khung truyền vô tuyến

68

3.4.2. Sử dụng căp ngẫu nhiên hoa tiêu thử nghiệm trong một tập hoa

tiêu thử nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.5. Kết luận chương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Chương 4. CẢI THIỆN XÁC SUẤT PHÁT HIỆN VÀ XÁC SUẤT

BÁO ĐỘNG GIẢ TRONG HỆ THỐNG MASSIVE MIMO. . 75

4.1. Giới thiệu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

4.2. Mô hình hệ thống. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

4.3. Phương pháp phát hiện nhiễu hoa tiêu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

4.3.1. Phương pháp phát hiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

4.3.2. Khi có tín hiệu gây nhiễu chủ động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

4.3.3. Không có tín hiệu gây nhiễu chủ động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.3.4. Thuật toán phát hiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.3.5. Phân tích xác suất phát hiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

4.4. Kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

4.5. Kết luận chương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TƯƠNG LAI . . . . . 98

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 










LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU VIP MEMBER)



Mục đích nghiên cứu


Mục đích của luận án là đưa ra một số kết quả mới về Các biện pháp bảo mật lớp vật lý của mạng Massive MIMO và cách phát hiện nhiễu hoa tiêu, tính xác suất phát hiện thiết bị không cấp phép cho các bài toán về bảo mật lớp vật lý đối với các thiết bị nghe lén thụ động và tấn công chủ động



NỘI DUNG


Chương 1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ BẢO MẬT LỚP VẬT

LÝ VÀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG MASSIVE MIMO. . 16

1.1. Bảo mật lớp vật lý trong mạng thông tin di động . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.2. Kênh nghe lén Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.3. Tham số đánh giá dung bảo mật của hệ thống thông tin di động 22

1.4. Hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.4.1. Lợi ích của hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.4.2. Thách thức của hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.4.3. Hệ thống Massive MIMO với số ăng-ten vô cùng lớn . . . . . . . . 31

1.5. Bảo mật lớp vật lý trong hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . . . . . 32

1.5.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống Massive MIMO . . . . . . . . . . 32

1.5.2. Các phương pháp tấn công trong hệ thống Massive MIMO . . 33

1.6. Kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

i

ii

Chương 2. DUNG LƯỢNG BẢO MẬT CỦA HỆ THỐNG KHI

CÓ THIẾT BỊ NGHE LÉN THỤ ĐỘNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG

MASSIVE MIMO TRONG ĐIỀU KIỆN KÊNH PHA ĐINH RICE

35

2.1. Những thách thức của nghe lén thụ động trong mạng Massive MIMO

36

2.2. Mô hình hệ thống. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.3. Phân tích dung lượng bảo mật . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.3.1. Định nghĩa và cách tiếp cận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.3.2. Tốc độ dữ liệu hợp lệ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

2.3.3. Tốc độ dữ liệu nghe lén đạt được. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.4. Kết quả mô phỏng và tính toán số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.5. Kết luận chương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Chương 3. PHÁT HIỆU NHIỄU HOA TIÊU TRONG HỆ THỐNG

MASSIVE MIMO TRONG ĐIỀU KIỆN KÊNH TRUYỀN PHA-ĐINH RICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51

3.1. Giới thiệu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

3.2. Mô hình hệ thống. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

3.2.1. Mô hình truyền dẫn tầm nhìn thẳng LOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

3.2.2. Mô hình truyền dẫn không tầm nhìn thẳng NLOS . . . . . . . . . . . 58

3.3. Tấn công sử dụng nhiễu hoa tiêu ở kênh đường lên . . . . . . . . . . . . . 61

3.3.1. Sơ đồ phát hiện hoa tiêu ngẫu nhiên khi không bị can nhiễu . 62

iii

3.3.2. Sơ đồ phát hiện nhiễu hoa tiêu ngẫu nhiên dưới sự ảnh hưởng của

nhiễu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

3.3.3. Xây dựng phạm vi phát hiên thiết bị bất hợp pháp. . . . . . . . . . 66

3.4. Kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

3.4.1. Sử dụng cặp hoa tiêu thử nghiệm trong một khung truyền vô tuyến

68

3.4.2. Sử dụng căp ngẫu nhiên hoa tiêu thử nghiệm trong một tập hoa

tiêu thử nghiệm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.5. Kết luận chương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Chương 4. CẢI THIỆN XÁC SUẤT PHÁT HIỆN VÀ XÁC SUẤT

BÁO ĐỘNG GIẢ TRONG HỆ THỐNG MASSIVE MIMO. . 75

4.1. Giới thiệu chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

4.2. Mô hình hệ thống. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

4.3. Phương pháp phát hiện nhiễu hoa tiêu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

4.3.1. Phương pháp phát hiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

4.3.2. Khi có tín hiệu gây nhiễu chủ động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

4.3.3. Không có tín hiệu gây nhiễu chủ động. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.3.4. Thuật toán phát hiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

4.3.5. Phân tích xác suất phát hiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

4.4. Kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

4.5. Kết luận chương . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TƯƠNG LAI . . . . . 98

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 










LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU VIP MEMBER)

M_tả
M_tả

Không có nhận xét nào: