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

ارتباطات بی سیم پهبادهاi به دلایلی از قبیل امکان تحرک بالا، هزینه کم، استقرار بر اساس نیاز و نیز بهره وری از کانال های دید مستقیمii هوا به زمین، علاقه مندی بسیاری را در کاربردهای نظامی و تجاری به خود جلب کرده است. با این حال، این مزایا سیستم های ارتباطی بی سیم پهپاد را در برابر حملات غیرفعال و حملات فعال آسیب پذیر می کند. در سال های اخیر، با افزایش قدرت محاسباتی رایانه ها 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 روش ها، تولید کلید از ویژگی های کانال بی سیم است. در این مقاله، با تمرکز بر روی روش های 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، به کارگیری فاز اولیه تصادفی برای سیگنال سینوسی با یک فرکانس، معرفی می شوند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد تولید کلید مبتنی بر روش دوم از منظر حملات فعال (حمله مرد در میانii و حمله پارازیت iv)، عملکرد بهتری نسبت به روش اول دارد. همچنین روش دوم، با تولید کلید با آنتروپی بالا بر چالش ایستایی لینک های پهباد غلبه می کند. همچنین این روش را از منظر نواحی افشای کلیدv مورد مطالعه قرار می دهیم. خواهیم دید که با اجرای ایده کاوش کانالvi بر روی چند فرکانس، درصد نواحی افشای کلید کاهش می یابد. نتایج به دست آمده در این مقاله، بینش های مهندسی مفیدی جهت طراحی و بهینه سازی یک لینک امن برای ارتباطات پهباد ارایه می دهند.