دانلود ترجمه مقاله تامین امنیت ارتباطات گروه چندپخشی در سیستم های فعال اینترنت اشیا (Taylor & Francis 2018) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

تامین امنیت ارتباطات گروه چندپخشی در سیستم های فعال اینترنت اشیا

securing multicast group communication iot enabled systems

چکیده
۱- مقدمه
۲- کارهای مرتبط
۳- پیشینه مکانیسم‌های ABE
۴- طرح پیشنهادی S-CPABE
۴-۱- رویکرد
۴-۲- جزئیات عملیاتی S-CPABE (CPABE تفکیک شده)
مرحله I رمزگشایی (Decryption)= رمزگشایی نسبی در گیت وی
مرحله II رمزگشایی- تکمیل آخرین رمزگشایی در گره‌های پایانی
۴-۳- S-CABLE برای چندپخشی امن در IOT
۴-۴- هزینه مدیریت کلید در S-CPABE
۵- مدل امنیتی
۶- کارآمدی S-CPABE
۶-۱- تحلیل امنیتی
۶-۲- تأیید هویت
۶-۳- تجزیه‌وتحلیل محاسباتی
۷- بحث
۷-۱- خلاصه
۸- نتیجه‌گیری

چکیده

روند فعلی از اینترنت متعارف، به اینترنت اشیاء کوچک، ارزان و کم قدرت گسترش یافته که در آن اشیاء به دستگاهی با قابلیت‌های محاسباتی و ارتباطی مجهز می‌شوند. در نتیجه، همه این اشیاء می‌توانند به اینترنت متصل شوند و توانایی برقراری ارتباط در بین آن‌ها وجود دارد. این زیرساخت اتصال در بین اشیاء با انواع مختلفی از حملات مخرب روبرو می‌شود. از این رو، ایمن‌سازی این اشیاء ، اولین هدف است. امروزه مکانیسم‌های ایمنی بسیاری وجود دارند، اما بیشتر آن‌ها از لحاظ محاسبه و برقراری ارتباط بسیار سنگین هستند. زمانی که اشیاء IoT دارای منابع بسیار محدودی هستند و عمدتاً با باتری کار می‌کنند، جای دادن محاسبات فشرده بر این دستگاه‌های منابع محدود، کار دشواری است. پروتکل امنیتی لایه انتقال دیتاگرام (DTLS) برای کار منسجم با پروتکل CoAP به‌صورت استاندارد درآمده است تا ایمنی را به وجود آورد. اما DTLS به‌خوبی برای چندپخشی مناسب نیست، هرچند که آن یک نیاز عادی برای محیط‌های IOT است. در واقع، برخی سازگاری‌ها برای عملکرد پروتکل DTLS در یک محیط چندپخشی که از منابع محاسباتی و ارتباطی زیادی استفاده می‌کند، وجود دارد. ما مکانیسمی به نام S-CPABE (رمزگذاری مبتنی بر ویژگی سیاست متن رمز تفکیک شده) بر مبنای CPABE را بخصوص برای هدف قرار دادن نیازهای چندپخشی و تناسب با چارچوب IOT پیشنهاد می‌کنیم. نوظهوری S-CPABE همانند CPABE به فراهم آوردن امنیت برابر با الزامات کاهش منابع در دستگاه‌های دارای کمترین قدرت وابسته است. این مکانیسم به‌طور مطلوبی نیاز به چندپخشی ایمن را در یک محیط IoT برآورده می‌سازد و در مقایسه با DTLS از منابع کمتری استفاده می‌کند.

۸- نتیجه‌گیری

چندپخشی یک نیاز مبرم برای IOT است که میلیون‌ها دستگاه در آن قرار دارد و برای تحویل یک پیام مشابه به گروهی از گره‌ها در یک شبکه، یک ضرورت بسیار عادی به شمار می‌رود. مکانیسم‌های متعارف چندپخشی، گزینه مناسبی نیستند زیرا بسیاری از چندپخشی‌های چندگانه پهن باند شبکه را افزایش می‌دهند و موجب تراکم، تصادم، از بین رفتن بسته، تأخیر و شلوغی شبکه و غیره می‌شوند و بنابراین موجب عملکرد نادرست و غیرقابل اجرا بودن شبکه می‌گردند. درحالی‌که DTLS یک مکانیسم ارتباطی امن یک‌به‌یک است، تک‌پخشی مناسب برای یک محیط چندپخشی ، نمی‌تواند برای IOT مناسب باشد. این مقاله، رویکرد بهتری به نام S-CPABE را مطرح می‌کند که از مکانیسم‌های ABE بهره می‌برد و سربارهای مکانیسم‌های ABE را از دستگاه‌های پایانی کاهش می‌دهد. این ایده بر مبنای حفظ ویژگی‌های امنیتی مکانیسم‌های ABE می‌باشد اما گره‌های پایانی منابع محدود را با هدایت محاسبات فشرده منابع به گیت وی کاهش می‌دهد. ادغام انعطاف‌پذیری مکانیسم‌های امنیتی ABE برای چندپخشی از یک سو، و کاهش محاسبات در گره‌های پایانی از سوی دیگر ، درک مطلوبی از دستیابی به محیط امن چندپخشی را برای دستگاه‌های IOT منابع محدود فراهم می‌آورد. ایده کلی اجرا شده است و نتایج به دست آمده در واقع نشان‌دهنده خوب بودن آن‌ها در حافظه و محدودیت‌های محاسبات مورد نیاز توسط یک گره IOT عادی می‌باشد. این رویکرد فوق مستقل از هر گونه فن‌آوری لایه فیزیکی مورد استفاده است و به‌خوبی برای فن‌آوری‌های ۵G در آینده مناسب است. اجرای SCPABE به‌طور واضح جهتی را نشان می‌دهد که مکانیسم‌های ABE در واقع می‌توانند در گسترش IOT در دنیای واقعی بکار برده شوند.

Abstract

Current trend is being extended from the traditional Internet to the small, cheap, and low-power Internet of Things (IoT) in which the objects are being equipped with a device having computation and communication capabilities. As a result, all these objects can be connected to the Internet and have the capability to communicate among each other. This connection infrastructure among the objects would face different types of malicious attacks. Hence securing these objects is a primary goal. There are a lot of security mechanisms available today, but most of them are quite heavy in terms of computation and communication. As the IoT objects have very limited resources and mostly run on battery power, it is difficult to embed intensive computations on these resourceconstrained devices. Datagram Transport Layer Security (DTLS) protocol has been standardized to work in cohesion with the CoAP protocol to provide security. But DTLS does not fit well for multicasting, though it is a quite common need for IoT environments. Indeed there are some adaptations for DTLS protocol to function in a multicast environment, but it consumes much communication and computation resources. We propose a mechanism called S-CPABE (Segregated Ciphertext Policy Attribute-Based Encryption) based on CPABE, particularly targeting the multicast needs and tailoring to the IoT framework. The novelty of S-CPABE lies on providing equivalent security as CPABE with reduced resource requirements at the low-power end devices. This mechanism perfectly meets the needs for secure multicast in an IoT environment and consumes much less resources as compared to DTLS.

۸- CONCLUSION

Multicasting is a huge need for the IoT as devices are in millions, and to deliver the same message to a group of nodes in a network is a very common necessity. Traditional unicast mechanisms are not a suitable choice, as so many multiple unicasts would increase the network bandwidth and cause congestions, collisions, packet losses, delay, network jamming, etc., thus making the overall network unhealthily operable or inoperable. As DTLS is a one-to-one secure communication mechanism, the unicast fit for a multicast environment is not suitable for IoT. This work proposes a better approach named S-CPABE which takes the advantages of the ABE mechanisms and reduces the overheads of the ABE mechanisms from the end devices. The idea relies on maintaining the security aspects of ABE mechanisms but relieving the resource-constrained end nodes by pushing the resource-intense computations to the gateway. The merging of the flexibilities of ABE security mechanisms for multicast, on the one hand, and reducing the computations on the end nodes, on the other hand, give a perfect notion of achieving a multicast secure environment for the resource-constrained IoT devices. The whole idea has been implemented and the results obtained indeed show that they are well within the memory and computation constraints required by a typical IoT node. On the top, the approach is independent of any physical layer technology used and fits perfectly for upcoming 5G technologies. This implementation of SCPABE clearly shows a direction that ABE mechanisms can indeed be applied in real-world IoT deployments.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تامین امنیت ارتباطات گروه چندپخشی در سیستم های فعال اینترنت اشیا

securing multicast group communication iot enabled systems