Zaman-uzamsal imzaya dayalı güvenli çok-girişli çok-çıkışlı kablosuz haberleşme sistemi

Abstract

Kablosuz haberlesme sistemlerinde kullanılan kanalın açık bir ortam olması ve iletilen isaretin vericinin kapsama alanı içerisinde kalan her alıcının erisimi dahilinde olması, gizli dinleme türü, pasif güvenlik ihlallerine olanak saglamaktadır. Bu ihlallere karsı günümüzde kullanılan güvenlik sistemleri, sifreleme çözümlerine dayanmaktadır. Fakat söz konusu verilerin gönderici tarafta sifrelenmesi ve alıcı tarafta sifre çözme isleminin yapılması gecikmeyi daha da arttıracaktır. Bu sebeple sifreleme yöntemleri, gecikmeye duyarlı gerçek zamanlı iletisim sistemlerinde güvenlik seviyesini yüksek tutacak düzeyde yapılamamaktadır. Ayrıca sifrelemede olusan hesaplama karmasıklıgı, tasınabilir cihazların pil kullanım ömrünü azaltmaktadır. Veri iletimindeki güvenlik seviyesinin arttırılması önemli bir problemdir ve halen çözüm beklemektedir. Yeni nesil haberlesme sistemlerinde kullanılan çoklu antenli yapılar ile uzayda iletim seçiciligi saglanarak güvenlik çözümleri gelistirilebilir. Bu projede, çoklu girisli çoklu çıkıslı (MIMO) dikgen frekans bölmeli çogullama (OFDM) tabanlı kablosuz haberlesme sistemlerinde uzay, zaman ve frekanstaki seçicilik özelliklerini kullanarak kanal imzaları hem iç mekan ve hem de dıs mekan uygulamaları için çıkartılmıstır. Yetkili kulllanıcıya iletilecek verinin güvenliginin saglanması ve gizli alıcılar tarafından sezinlenme olasılıgı azaltmak için kablosuz kanalın faz ve genlik bilgisi nicemlenmis ve hüzmeleme yöntemi gerçeklestirilmistir. Projemiz iki is paketi olarak planlanmıs ve her bir is paketinin hedeflerine ulasılmıstır. Ilk is paketinde MIMO-OFDM tabanlı kablosuz haberlesme sistemleri için verimli fiziksel katman güvenlik yöntemleri tasarlanmıstır. Gelistirilen kod kitapçıgı, kullanıcı seçimi ve önkodlama yöntemleri ile MIMO-OFDM tekniginin uzay, zaman ve frekans seçicilik avantajı kullanılarak, gizli dinleyici saldırıları mevcut tekniklere göre daha verimli olarak engellenmis ve güvenlik kapasitesi arttırılmıstır. Ikinci is paketinde ise MIMO-OFDM sistemi için fiziksel katman güvenliginin yazılım tabanlı radyo dügümleri ile gerçeklenmesi yapılmıstır. Karsılıklı kanal özelligi ile sifreleme için kullanılacak anahtarların uzunlugu belirlenmis ve güvenlik anahtarı çıkarımı için anahtar hata oranının teorik analizi elde edilmistir.