تشخیص تصویر هوش مصنوعی بر اساس الگوریتم لبه یادگیری عمیق 5G آندوسکوپی گوارشی در ساخت و ساز پزشکی

Artificial intelligence image recognition based on 5G deep learning edge algorithm of Digestive endoscopy on medical construction

چکیده

1. مقدمه

2. تشخیص تصویر هوش مصنوعی و الگوریتم لبه یادگیری عمیق 5G

2.1. توموگرافی پزشکی هوشمند بدن

2.2. الگوریتم لبه یادگیری عمیق 5G بر اساس تشخیص تصویر هوش مصنوعی

3. تشخیص چند منظوره پزشکی هوشمند

3.1. روش ها

3.2. طراحی

4. نتایج و بحث

4.1. تشخیص تصویر هوش مصنوعی در پزشکی هوشمند

4.2. بحث

5. نتیجه گیری ها

منابع

چکیده

در این مقاله از تشخیص تصویر هوش مصنوعی برای بدست آوردن تصویر آندوسکوپی گوارشی استفاده می کنیم، و تصویر را براساس الگوریتم لبه یادگیری عمیق 5G پردازش می کنیم تا درباره نوع بیماری قضاوت کنیم و سپس برنامه درمانی را در نظر بگیریم. ترکیب شبکه ناحیه بدنی و فناوری رایانش لبه می تواند تقاضایی با تاخیر کم را در شبکه ناحیه بدن برآورده کند. در این مورد، گره گیت وی شبکه ناحیه بدنی محدود شده با منابع می تواند داده های فیزیولوژیکی جمع آوری شده را با یک وظیفه قابل بارگیری پردازش کند، و سپس با توجه به یک استراتژی خاص، وظایف و داده ها را در گره محاسباتی لبه تخلیه کند. گره رایانش لبه، پردازش مرتبط با وظیفه و ذخیره سازی داده را تکمیل می کند، و در نهایت نتایج را به موسسات پزشکی مربوطه و کاربران شبکه ناحیه بدنی برای خواندن تشخیص کمکی و درمان بیماری ها ارائه می دهد. تحقیقات نشان داده اند که براساس الگوریتم لبه یادگیری عمیق 5G تحت تشخیص تصویر هوش مصنوعی آندوسکوپی گوارشی، 25% بیماران مبتلا به پولیپ روده دارای سلول های CD4 در خون محیطی هستند. تعداد لنفوسیت ها در گروه تمایز کمتر از 200 μL بود، و RNA خونی در 92.3% بیماران کمتر از 100IU/ml بود، در حالی که CTP فام (پپتید A-حلقه ای) کمتر از 100 IU/ml بود. عفونت های فرصت طلب روده و ویروس ها می توانند به صورت مستقیم باعث آنتروپاتی شوند زیرا شدت فلورسنس پروب در اصل بدون تغییر باقی می ماند و نمی تواند یک ساختار مارپیچ سه گانه را شکل دهد. الگوریتم لبه یادگیری عمیق 5G در مقایسه با الگوریتم ساده یولو از نظر دقت تشخیص ویژگی در این مقاله، دقت را تا 68% بهبود می دهد و از نظر سرعت مشابه است. دقت و سرعت به ترتیب در مقایسه با الگوریتم RCNN تا 21% و 85% بهبود می یابند. بنابراین، الگوریتم لبه یادگیری عمیق 5G مبتنی بر تشخیص تصویر هوش مصنوعی دارای مزایای دقت و سرعت در آندوسکوپی گوارشی پزشکی هوشمند است.

1. مقدمه

پزشکی هوشمند یکی از موضوعات داغ در سالهای اخیر است که یک موضوع جدید بین رشته ای است که علم زندگی و علم اطلاعات را ادغام می کند. هیچ تعریف واضحی از پزشکی هوشمند وجود ندارد. دیدگاه اصلی این است که مبتنی بر اطلاع رسانی پزشکی است. هسته اصلی، مدیریت هویت بیماران از طریق اینترنت اشیا و فناوری حسگر و تشکیل نمایه های بیمار در سیستم های اطلاعات بیمارستان است. بر این اساس، تبادل اطلاعات و ارتباطات با توجه به منطق کسب و کار و پروتکل های شبکه انجام می شود تا شناسایی هوشمند و مکان شناسایی، ردیابی، پایش و مدیریت را ممکن سازد.

5. نتیجه گیری ها

با توجه به ویژگی های پزشکی توموگرافی هوشمند پزشکی بدن انسان، تصویر اصلی OCR به چهار بلوک تقسیم می‌شود، و هر بلوک فرعی نشان دهنده ویژگی های محلی جهت های مختلف است. یک سیگنال واحد برای توصیف ویژگی های محلی و طیفی هر بلوک فرعی استفاده می شود و یک بردار ویژه ساخته می شود. یک بردار ویژه منحصر به فرد از چهار بلوک فرعی توسط SRC دسته بندی می شود تا بردار خطای بازسازی به دست آید. چهار بردار خطای بازسازی بلوک فرعی وزن دهی می‌شوند و بر اساس یک ماتریس تصادفی وزن دهی ادغام می شوند. از طریق تحلیل آماری نتایج ادغام چندین گروه از بردارهای وزنی متغیرهای تصمیم طراحی می‌شوند و دسته‌های نمونه به دست می آیند. چهار شرط آزمون در مجموعه داده های MSTAR از جمله شرایط عملیاتی استاندارد و شرایط عملیاتی قابل تعمیم تعیین می‌شوند. تقویت ساختار علوم انسانی پزشکی به ما کمک می کند تا احساسات و خرد پزشکی خود را بیدار کنیم و ما را به درک حقیقت پشت پزشکی، رهایی از پایبندی کورکورانه و خرافات به علم و فناوری پزشکی، و بازگشت به ماهیت اصلی پزشکی هدایت می کند. مجموعه اصلی تنها کارکنان پزشکی نیستند، بلکه بیماران و خانواده‌های آنها هستند. درمان پزشکی هوشمند فشار خون که به یک مشکل عمومی تبدیل شده است، برای شروع بسیار مناسب است. با کمک درمان هوشمند پزشکی آندوسکوپی گوارشی، تحقیق درمان هوشمند پزشکی بیشتر بیماریها موضوع اصلی روش عمومی در آینده است. 

Abstract

In this paper, we use artificial intelligence image recognition to obtain Digestive endoscopy image, and process the image based on 5G Deep learning edge algorithm to judge the disease type of the patient, and then consider the treatment plan. The combination of body area network and edge computing technology can meet the demand of low delay in body area network. In this case, the resource constrained body area network gateway node can process the physiological data collected by it into an offloadable task, and then unload the task and data to the edge computing node according to a certain strategy. The edge computing node completes the corresponding task processing and data storage, and finally provides the results to the relevant medical institutions and body area network users for reading auxiliary diagnosis and treatment of diseases. Studies have shown that 25% of patients with colon polyps have CD4 cells in peripheral blood based on 5G deep learning edge algorithm under artificial intelligence image recognition of Digestive endoscopy. The number of lymphocyte in group of differentiation was less than 200/μL, and the blood RNA in 92.3% patients was lower than 100 IU/ml, while fam CTP (A-cyclic peptide) was lower than 100 IU/ml. Opportunistic infections of the intestine and viruses can directly cause enteropathy because the fluorescence intensity of the probe is essentially unchanged and cannot form a triple helix structure. In terms of feature recognition accuracy, the 5G deep learning edge algorithm in this paper improves accuracy by 68% compared to the simple Yolo algorithm, and is similar in speed. Compared with RCNN algorithm, the accuracy and speed are improved by 21% and 85% respectively. Therefore, the 5G deep learning edge algorithm based on artificial intelligence image recognition has the advantages of accuracy and speed in digestive endoscopy of intelligent medical.

1. Introduction

Smart medicine is a hot topic in recent years, which is a new interdisciplinary subject integrating life science and information science. There is no very clear definition of smart medicine. The mainstream view is that it is based on medical informatization. The core is to manage patient identities through the Internet of Things and sensor technology and form patient indexes in hospital information systems. Based on this, information exchange and communication are performed according to business logic and network protocols to enable intelligent identification and identification location, tracking, monitoring and management.

5. Conclusions

According to the medical characteristics of intelligent medical human body tomography, the original OCR image is divided into four blocks, and each sub block reflects the local characteristics of different directions. A single signal is used to describe the spectral and local features of each subblock and build a feature vector. A single feature vector of the four subblocks is categorized by the SRC to get the reconstruction error vector. The four subblock reconstruction error vectors are weighted and fused based on a random weighting matrix. Through statistical analysis of the fusion results of multiple groups of weight vectors, the decision variables are designed and sample categories are obtained. Four test conditions were set in MSTAR dataset, including standard operating conditions and extended operating conditions. Strengthening the construction of medical humanities may help us to arouse our self-contained medical emotions and wisdom, guide us to understand the truth behind medicine, get rid of blind adherence and superstition to medical science and technology, and return to the original nature of medicine. The main body is not only the medical staff, but also the patients and their families. This is very suitable to start with the intelligent medical treatment of hypertension, which has become a public problem. With the help of the intelligent medical treatment of digestive endoscopy, it is the main topic of general practice in the future to realize the intelligent medical treatment of more diseases.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تشخیص تصویر هوش مصنوعی بر اساس الگوریتم لبه یادگیری عمیق 5G آندوسکوپی گوارشی در ساخت و ساز پزشکی

Artificial intelligence image recognition based on 5G deep learning edge algorithm of Digestive endoscopy on medical construction

مطالعه بر روی تکنیک تراکنش پیوندی همراه با پایانه تعیین شده برای اینترنت اشیاء مجهز به G5

Study on the transaction linkage technique combined with the designated terminal for 5G-enabled IoT

چکیده
1 معرفی
2 معلومات پیشین
3 روش تراکنش پیوندی همراه با پایانه تعیین شده پیشنهادی
3.1 نیازمندی های امنیتی
3.2 فرآیند ثبت نام
3.3 فرآیند احراز هویت
3.4 ارزیابی امنیت
4 نتیجه گیری
منابع

چکیده

تعداد بازارهای مالی وابسته به اینترنت با افزایش پیشرفت در بانکداری اینترنتی و تجارت الکترونیک، در حال افزایش است. در عین حال، خدمات بانکداری اینترنتی، همواره تحت تاثیر هک کردن بوده اند. به همین دلیل، برای بهبود امنیت فرآیند های شناسایی آنلاین، اقداماتی متقابل نیاز است. فرآیندهای امنیتی و احراز هویت فعلی، امنیت خدمات مالی، مانند خدمات بانکداری اینترنتی برای اینترنت اشیاء دارای 5G، را تضمین نمی‌کنند. در این مقاله برای حل این مشکل اساسی، یک روش تراکنش پیوندی که با پایانه تعیین‌شده ترکیب می‌شود، پیشنهاد شده‌است. با استفاده از این روش، امنیت فرآیند‌های شناسایی آنلاین ارتقا می یابد و می‌توان با تمام تهدیدهای امنیتی موجود مقابله کرد. روش پیشنهادی از احراز هویت دو طرفه پشتیبانی می کند و از حمله های استراق سمع، باز پخش، کلاه برداری و محروم‌سازی از سرویس، جلوگیری می کند. علاوه بر این، این روش با ذخیره تاریخچه تراکنش در یک دستگاه تراکنش پیوندی، مانع عدم انکار می شود. ما معتقد هستیم که با استفاده از روش پیشنهادی، امنیت خدمات بانکداری اینترنتی برای اینترنت اشیاء مجهز به 5G، افزایش خواهد یافت.

1 معرفی

مبادله کالاها و خدمات در اینترنت به دلیل افزایش پیشرفت در بانکداری اینترنتی و تجارت الکترونیک، بخش بزرگی از اقتصاد ملی را شامل شده است [1]. علیرغم به کارگیری انواع روش های امنیتی در فرآیندهای ساخت این سیستم ها، خدمات بانکداری اینترنتی کماکان تحت تاثیر هک کردن قرار دارند. علاوه بر این، این نوع خسارت به طور پیوسته رخ می دهد. بنابراین، خدمات مالی آنلاین برای اطمینان از الزامات امنیتی مانند محرمانه بودن، یکپارچگی داده ها، در دسترس بودن و عدم انکار، نیازمند برنامه‌ها و روش ‌های امنیتی عمومی هستند[2]. در چند دهه گذشته، ساز و کار‌های مختلف وابسته به رمزنگاری، برای برآوردن این نیازها توسعه یافته‌اند، و با استفاده از ابزارهای ریاضی معتبر، اثربخشی آنها اثبات شده است[3]. با این وجود، بیشتر مشکلات امنیتی به جای ظهور در فناوری‌های مبتنی بر رمزنگاری، در فرآیند یا محیط بکارگیری روش ‌های امنیتی، رخ می دهند، بنابراین نیازمند تحقیقاتی در مورد آسیب پذیری هایی غیر از فناوری های وابسته به رمزنگاری است و اقداماتی که می تواند از این آسیب پذیری ها جلوگیری کند باید شناسایی شود.

4 نتیجه گیری

یک سرویس رایانه شخصی تعیین شده برای محدود کردن یک پایانه ازاستفاده یک سرویس، زمانی که روش های تایید هویت، بانکداری اینترنتی کنونی را که در معرض تهدیدات امنیتی قرار داشتند، پشتیبانی می کردند، تطبیق یافته است. با اینحال، سرویس رایانه شخصی تعیین شده، در ارزیابی امنیتی قبول نشد و معیارهای ارزیابی را ایجاد نکرد، بنابراین، سرویس همچنان در مقابل تهدیدات امنیتی ایمن نبود. روش تراکنش پیوندی کنونی، برای مقابله با این مشکل، یک کد پیوندی را از ترکیب اطلاعات تراکنش با اطلاعات محرمانه ایجاد کرد. با این وجود، این روش نیز در معرض تهدیدات امنیتی مختلفی قرار گرفت. به این دلایل، تضمینی بابت امنیت توسط سرویس رایانه شخصی تعیین شده و روش تراکنش پیوندی ارائه نمی شود، بنابراین ما برای حل این مشکل، یک روش تراکنش پیوندی را ارایه دادیم که با پایانه تعیین شده ترکیب می شود. روش پیشنهاد شده در این مقاله در مقابل تمام تهدیدات امنیتی ذکر شده، ایمن است و در نتیجه باعث ارتقای روش های تایید هویت آنلاین می شود. ما معتقد هستیم که با استفاده از دستورالعمل پیشنهادی، امنیت خدمات بانکداری اینترنتی به شدت ارتقا خواهد یافت.

Abstract

With the growth of the scale of the market for Internet banking and e-commerce, the number of Internet-based financial markets has been increasing. Meanwhile, hacking incidents continuously affect the Internet-banking services. For this reason, a countermeasure is required to improve the security of the online identification process. The current security and authentication mechanisms applied to financial services, such as Internet banking services for 5G-enabled IoT, do not ensure security. In this paper, a transaction-linkage technique with which the designated terminal is combined is proposed to solve this fundamental problem. The technique improves the security of online identification mechanisms because it is possible to counteract all of the existing security threats. The proposed technique supports mutual authentication and is safe from eavesdropping attacks, replay attacks, spoofing attacks, and service-denial attacks. Moreover, the technique supports non-repudiation by storing the transaction history in a transaction-linkage device. We believe that the security of Internet-banking services for 5G-enabled IoT will be increased through the utilization of the proposed technique.

1 Introduction

With the growth of the scale of the market for Internet banking and ecommerce, the exchange of goods and services on the Internet has become a large part of the national economy [1]. Even though a variety of security techniques are applied in the processes of building these systems, hacking incidents still affect Internet banking services. Moreover, this kind of damage is continuous. Therefore, general security applications and techniques are needed for the online financial service to ensure security requirements such as confidentiality, integrity, availability, and non-repudiation [2]. Various cryptography-based mechanisms have been developed to satisfy these requirements over the past few decades, and their effectiveness was sufficiently proved through the utilization of proven mathematical tools [3]. Nevertheless, most of the security problems emerge in the process or the environment of applying the security techniques rather than in the cryptography-based technologies, so there is a need to research the vulnerabilities beyond the cryptography-based technologies and to identify measures that can counteract these vulnerabilities properly.

4 Conclusions

A designated PC service was adapted to restrict a terminal from using a service when the identity-verification methods supporting the existing Internet-banking services were under security threats. Nevertheless, the designated PC service did not pass the security assessment and did not define the evaluation criteria, so the service was still exposed to security threats. The existing transaction-linkage technique generated a linkage code by combining the transaction information with the secret information to counteract this problem. However, this technique was also exposed to various security threats. For these reasons, the current designated-PC service and transaction-linkage technique do not ensure security, so we proposed a transaction-linkage technique for which the designated terminal is combined to solve those problems. The proposed technique in this paper is capable of counteracting all of the mentioned security threats, thereby improving the online identity verification methods. We believe that the security of the Internet-banking services will be robustly supported by the application of the proposed protocol.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مطالعه بر روی تکنیک تراکنش پیوندی همراه با پایانه تعیین شده برای اینترنت اشیاء مجهز به G5

Study on the transaction linkage technique combined with the designated terminal for 5G-enabled IoT

پروتکل 5G-AKA مبتنی بر کلید متقارن پیشرفته

An enhanced symmetric-key based 5G-AKA protocol

چکیده
1 مقدمه
2 معماری و رویه‌های امنیتی برای 5G
2-1 معماری
2-2 پروتکل 5G-AKA (‏زیر بند 6-1-3-2)
2-3 یک تحلیل امنیتی مختصر از پروتکل 5G – AKA
3 کلید متقارن برکن مبتنی بر پروتکل 5G AKA
4 تحلیل کلید متقارن برکن براساس پروتکل 5G AKA
4-1 تایید هویت ضمنی و حملات بازپخش
4-2 حمله با کلید اصلی و حمله بی رحمانه آفلاین
4-3 آسیب‌پذیری در برابر حملات LFM
4-4 مسائل مربوط به حریم خصوصی
4-5 رازمانی پیش سو
5 نسخه پیشرفته پروتکل AKA کلید متقارن که از رازمانی پیش سو پشتیبانی می‌کند
5-1 شرح اصلاحات
5-2 آنالیز امنیت
5-3 بحث پروتکل
6 جمع‌بندی
سرمایه‌گذاری
بیانیه مشارکت در تالیف CRediT
اظهار منافع رقابتی
منابع

چکیده

فن‌آوری 5G برای پشتیبانی از نسل بعدی ارتباطات بی‌سیم و تحقق بخشیدن به “اینترنت همه چیز” از طریق سرویس MTC (‏ماشین – ارتباطات انبوه)‏ نامیده می‌شود. پروتکل 5G-AKA که اخیرا استاندارد شده‌است در نظر گرفته شده‌است تا با مسائل امنیتی و حریم خصوصی که در نسل‌های پیشین شناسایی شده‌اند ، مقابله کند. با این وجود چندین نقص 5G-AKA گزارش شده‌است از جمله پیچیدگی محاسباتی احتمالا بیش از حد برای بسیاری از دستگاه‌های اینترنت اشیاء می‌باشد. برای رسیدگی به این موارد ، اخیرا یک احراز هویت سبک ۲ گذری و پروتکل توافق کلید (‏AKA)‏ برای ارتباطات تلفن همراه 5G توسط برکن پیشنهاد شده‌است. در مقایسه با پروتکل 5G-AKA ، این امر نیازمند استفاده از رمزگذاری کلید عمومی نیست. این مقاله ادعاهای امنیتی پروتکل برکن را تجزیه و تحلیل می‌کند و نشان می‌دهد که این پروتکل قابلیت لینک کردن کامل را فراهم نمی‌کند ، بلکه تنها نشست قابلیت لینک کردن را تشکیل می‌دهد و (‏هنوز) ‏در معرض نشت پیام شکست AKA (‏LFM) ‏قرار دارد. ما راه‌حل‌هایی برای این مشکلات پیشنهاد می‌کنیم و ثابت می‌کنیم که پروتکل‌های مبتنی بر کلید متقارن نمی‌توانند سطوح بالاتری از حفاظت از حریم خصوصی را بدون به خطر انداختن قابلیت دسترسی ارائه دهند. سپس نسخه بهبود یافته‌ای از این پروتکل را شرح می‌دهیم که این آسیب‌پذیری‌ها را مورد خطاب قرار داده و از پنهانکاری رو به جلو پشتیبانی می‌کند که یک ویژگی مطلوب برای دستگاه‌های اینترنت اشیاء کم‌هزینه می‌باشد.

1 مقدمه

پیشرفت‌های اخیر در فن‌آوری‌های بی‌سیم و موبایل منجر به رشد عظیمی در خدمات تلفن همراه شده‌است. تا پایان سال ۲۰۱۹ ، بیش از 2/5 میلیارد نفر برای خدمات تلفن همراه مشترک شدند که ۶۷ درصد جمعیت جهان را تشکیل می‌دهند. اگرچه در حال حاضر ، تکنولوژی نسل چهارم موبایل (‏4G) ‏تکنولوژی غالب است اما تکنولوژی نسل پنجم در حال تحول (‏5G)‏ در حال پیشرفت است و انتظار می‌رود تا سال ۲۰۲۵ بیش از ۲۰% ارتباطات جهانی را به خود اختصاص دهد [۱]‏. شبکه‌های اینترنت اشیا (‏IoT)‏ بخشی جدایی‌ناپذیر از تکامل 5G از طریق سرویس جدید MTC (‏ارتباطات نوع ماشین عظیم) ‏خواهند بود که سرویس‌های موجود NB-IoT (‏اینترنت اشیاء باند باریک)‏ و LTE-M (‏اصطلاح تکامل Cat-M1) ‏معرفی‌شده در سال ۲۰۱۵ را بهبود می‌بخشد. با توجه به تعداد اتصالات جهانی اینترنت اشیاء که انتظار می‌رود بیش از دو برابر شود تا تقریبا تراکم اتصالات تا یک میلیون دستگاه و یا کیلومتر مربع و بسیار پایین ۲۵ میلیارد ، بین سال‌های ۲۰۱۹ و ۲۰۲۵ ، mMTC برای پشتیبانی از دستگاه‌های هزینه با عملیات و نگهداری بسیار پایین (‏عمر باتری ۱۰ – ۱۵ سال)‏ در نظر گرفته شده‌است [۲]‏.

6 جمع‌بندی

راه‌حل پیشنهاد شده توسط 3GPP برای شبکه‌های بی‌سیم 5G در خصوص حریم خصوصی مشترک مبتنی بر استفاده از یک کلید عمومی (‏HN) ‏است که به UE اجازه می‌دهد هویت مشترک را رمزگذاری کند. تجزیه و تحلیل دقیق پروتکلِ اخیرا پیشنهاد شده‌ی برکن نشان داده‌است که این پروتکل به دلیل استفاده از حفاظت کلید متقارن نمی‌تواند همان سطح حفاظت از حریم خصوصی پروتکل 5G-AKA را فراهم کند. همچنین نشان‌داده شده‌است که پروتکل برکن در معرض حملات LFM قرار دارد.

Abstract

5G technology is called to support the next generation of wireless communications and realize the “Internet of Everything” through its mMTC (massive Machine-Type-Communications) service. The recently standardized 5G-AKA protocol is intended to deal with security and privacy issues detected in earlier generations. Nevertheless, several 5G-AKA shortcomings have been reported, including a possibly excessive computational complexity for many IoT devices. To address these, a promising lightweight 2-pass authentication and key agreement (AKA) protocol for 5G mobile communications has recently been proposed by Braeken. Compared to the 5G-AKA protocol, this does not require the use of public key encryption. This paper analyzes the security claims of Braeken’s protocol and shows that it does not provide full unlinkability, but only session unlinkability, and is (still) subject to Linkability of AKA Failure Messages (LFM) attacks. We propose solutions to such problems and prove that symmetric-key based protocols cannot offer higher privacy protection levels without compromising availability. We then describe an enhanced version of this protocol that addresses these vulnerabilities and supports forward secrecy, which is a desirable feature for low-cost IoT devices.

1 Introduction

Recent advances in wireless and mobile technologies have led to massive growth in mobile services. By the end of 2019, more than 5.2 billion people were subscribed to mobile services, accounting for 67% of the global population. Although currently the 4th Generation (4G) mobile technology is the dominant technology, the evolving 5th Generation (5G) technology is gaining pace and is expected to account for over 20% of global connections by 2025 [1]. The Internet of Things (IoT) networks will be an integral part of the 5G evolution through the new mMTC (massive Machine Type Communications) service, which improves the existing NB-IoT (Narrow Band-IoT) and LTE-M (Long Term Evolution Cat-M1) services introduced in 2015. With the number of global IoT connections expected to more than double, to almost 25 billion, between 2019 and 2025, mMTC is intended to support connection densities of up to one million devices/km2 and ultra-low cost devices, with ultra-low cost operation and maintenance (battery life of 10–15 years) [2].

6 Conclusions

The solution proposed by 3GPP for 5G wireless networks regarding subscriber privacy relies on the use of a public key (of HN) that allows UE to encrypt the subscriber’s identity. A detailed analysis of the recently proposed Braeken protocol has shown that this protocol cannot provide the same privacy protection level as the 5G-AKA protocol because of its use of symmetric-key protection. The Braeken protocol is also shown to be subject to LFM attacks.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

پروتکل 5G-AKA مبتنی بر کلید متقارن پیشرفته

An enhanced symmetric-key based 5G-AKA protocol

بهبود وضعیت مواد در تشخیص حملات امنیت سایبری در سیستم های بی‌سیم 5G با یادگیری ماشین

Improving the state of materials in cybersecurity attack detection in 5G wireless systems using machine learning

چکیده
1 مقدمه
2 مدل سیستم
3 نتایج و بحث‌ها
4 جمع‌بندی‌ها
بیانیه مشارکت در تالیف CRediT
اظهار منافع رقابتی
منابع

چکیده

استفاده از اطلاعات کانال رادیویی در تشخیص حمله دروغین در ارتباطات بی‌سیم 5G مفید می‌باشد. این مفهوم برای طیف وسیعی از کاربردها برای محیط اینترنت اشیا (‏IoT)‏ توسط کاربران و دستگاه‌های اینترنت اشیاء آن‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌است. اما چگونگی به حداقل رساندن اثرات تهدیدات سایبری در شبکه‌های واقعا پیچیده هنوز به اندازه کافی مورد توجه قرار نگرفته است. همانطور که در مورد شبکه‌های باند وسیع 5G به دلیل تنوع گسترده‌ای از تکنولوژی در مراحل مختلف انتزاعی وجود دارد این شبکه‌ها به طور جدی در معرض خطر قرار دارند. از آنجا که اینترنت اشیاء 5G محیط 5G ، شامل پس‌زمینه اینترنت اشیاء است در این مقاله ما یک هوش مصنوعی (‏AI)‏ هستیم که برای به حداقل رساندن تاثیر تهدیدات 5G اینترنت اشیاء در زمانی که به شرکت کنندگان درگیر در چند سطح تعمیم داده می‌شود در نظر گرفته شده‌است. این مقاله از الگوریتم احراز هویت مبتنی بر ماشین بردار پشتیبان (‏SVM)‏ مبتنی بر لایه فیزیکی (PHYlayer) برای تشخیص حملات امنیتی احتمالی در ارتباطات بی‌سیم 5G در لایه فیزیکی استفاده می‌کند. این روش در افزایش سرعت احراز هویت با ویژگی‌های تست مورد استفاده قرار می‌گیرد. نرخ تشخیص با ویژگی‌های آماری تست بیشتر بهبود می‌یابد. این مدل بر روی کانال چند ورودی – چند خروجی (‏MIMO) ‏اجرا شده‌است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش پیشنهادی نرخ تشخیص بالایی در تمامی حملات دارد.

1 مقدمه

نسل پنجم (‏5G)‏ ، پهنای باند بالا ، عملکرد بالا و استانداردهای امنیتی را در ۳ سناریوی رایج ارائه می‌دهد: افزایش اتصال موبایل ، وب اشیا در مقیاس وسیع و ارتباطات با تاخیر کم. وضعیت خاص برای پهنای باند تلفن همراه و فرکانس بالا در محیط‌های داخلی یا شهری استفاده می‌شود که در آن سیگنال‌های شبکه تلفن همراه با دامنه وسیع به طور مداوم در مناطق روستایی ایمن هستند. در عین حال نسل ۵ خواستار یکپارچگی طیف وسیعی از دستگاه‌ها و تاسیسات است و این یک ضرورت جدایی‌ناپذیر برای سرویس‌های اینترنت اشیاء است [۳]‏. دستگاه‌های قابل‌حمل دستی به یک شبکه سلولی می‌پیوندند که تضمین می‌کند احراز هویت بی‌سیم نیز به شدت مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین رویکردهای شبکه سازی سبک برای اجرای فشرده سناریوهای شبکه‌های 5G اتخاذ می‌شود.

Abstract

The utilization of information from the radio channel is useful in detecting the spoofing attacksin 5G wireless communications. This concept has been used for a wide range of uses for the Internet of Things (IoT) environment by users and their IoT devices. But how these tasks can minimise the effects of cyber threats in genuinely complex networks has not yet been sufficiently addressed. These are seriously exposed, as is the case with 5G broadband networks due to a wide variety of technology at various abstract stages. As 5G IoT is the 5G environment, including the IoT background, in this article, we are an artificial intelligence (AI) intended to minimise the impact of 5G IoT threats, when extended to the participants involved on a number of levels.This paper uses Support Vector Machine (SVM) based PHY-layer authentication algorithm to detect the possible security attacks in 5G wireless communication at physical layer. It is utilized in increasing the rate of authentication with test features. The detection rate is improved further with test statistic features. The model is implemented on multiple-input multiple-output (MIMO) channel. The simulation results shows that the proposed method yield the high detection rate on all attacks.

1 Introduction

The fifth generation (5G) delivers high bandwidth, high performance and security standards in 3 common scenarios: enhanced mobile connectivity, wide-scale stuff web and low-latency connections [1 2]. The special situation for mobile broadband and highfrequency, is used in indoor or urban environments in which wide-ranging mobile network signals are continuously secured in rural areas. Meantime, the 5G calls for a large range of devices and installations to be integrated, and this is an integral necessity for IoT service[3]. Manual portable devices join a cellular network, which ensures that wireless authentication is also heavily employed. Therefore, lightweight networking approaches for intensive deployment scenarios of 5G networks.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بهبود وضعیت مواد در تشخیص حملات امنیت سایبری در سیستم های بی‌سیم 5G با یادگیری ماشین

Improving the state of materials in cybersecurity attack detection in 5G wireless systems using machine learning

چالش های اساسی درباره بررسی جداسازی برش شبکه در شبکه های 5G

Survey on Network Slice Isolation in 5G Networks: Fundamental Challenges

چکیده
1 مقدمه
2 حالت پیشرفته
2.1 تعریف برش شبکه
2.2 معماری برش شبکه
3 تحقیقات مرتبط
4 چالش های برش شبکه 5G
4.1 تخصیص منابع
4.2 ایزوله سازی و امنیت
4.3 مجازی سازی RAN (شبکه ی دسترسی رادیویی)
4.4 عملکردهای درشت و ریز
4.5 ارکستراسیون (سازمان دهی) برش انتها به انتها
5 نتیجه گیری و جهت گیری آینده
منابع

چکیده

فناوری 5G، آینده¬ ی شبکه ¬های تلفن همراه است و در کشور های مختلف، شبکه های تلفن همراه 5G راه اندازی می شود. موارد استفاده متفاوت شرایط متفاوتی برای نقش و عملکرد شبکه 5G دارند. آنها به عوامل و شبکه های مختلفی نیاز دارند که شامل سرعت داده، تاخیر و مقیاس پذیری است. این شرایط در5G  با استفاده از معماری برش شبکه برآورده خواهد شد که از فناوری مجازی سازی شبکه استفاده می کند. این مقاله حالت های پیشرفته ی مربوط به برش شبکه 5G را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد، یه تعدادی از مسائل معماری برش شبکه می پردازد، و برخی از سوالات تحقیق باز را مشخص می سازد.

1 مقدمه

فناوری  5G خدمات ارتباطی با سرعت بالایی را ارائه می دهد زیرا برای انتقال داده ها از یک مکان به مکان دیگر از امواج میلی متری استفاده می کند. همچنین،  5G از بسیاری از دستگاه ها پشتیبانی می کند زیرا سرعت شبکه بسیار بالا است با معرفی یک معماری جدید می توان آن را بهبود بخشید و این معماری به عنوان برش شبکه شناخته می شود.  برش شبکه یک فناوری معماری مهم برای 5G  است [2] و [1].

برش شبکه مهمترین مفهوم برای درک شخصی سازی شبکه های تلفن همراه برای کاربران است[3]. اساسا شبکه های منطقی عملاً نمایانگر شبکه فیزیکی واحد 5G  هستند و هر کدام شبکه نامیده می شوند هر برش شبکه دارای عملکرد های شبکه ای خاصی برای ارائه خدمات مختلف برای نیازهای مختلف خواهد بود. برش شبکه چابکی، انعطاف پذیری و مقرون به صرفه بودن کسب و کار را بهتر فراهم می¬سازد.

Abstract

5G technology is the future of mobile networks, and in different countries, 5G mobile networks are launched. Different use cases have different requirements for the function and the performance of 5G network. They would require different types of factors and networks which include data rate, delay and scalability. Those requirements will be met in 5G by using network slice architecture, which uses network virtualization technology The paper will analyze the state-of-the-art 5G network slice, address a number of network slicing architecture issues, and highlight some open research questions.

I Introduction

The 5G technology is providing high-speed communication services because it is using millimeter waves to transfer data from one location to another location. 5G is also supporting many devices because the network speed is very high. It can be improved by introducing a new architecture, and this architecture is known as network slicing. Network slicing is an important architectural technology for 5G [1], [2].

Network slicing is the most important concept to realize personalization of mobile networks for users [3]. Basically, logical networks will be virtually representing the 5G single physical network, and each one called network slice. Every network slice will have specific network functions to provide different services for different requirements. Network slicing offers better business agility, flexibility, and cost-efficiency.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

چالش های اساسی درباره بررسی جداسازی برش شبکه در شبکه های 5G

Survey on Network Slice Isolation in 5G Networks: Fundamental Challenges

آنالیز عملکرد مدیریت واگذاری در سلول های کوچک 5G

Performance analysis of handover management in 5G small cells

چکیده
1- مقدمه
2- آثار مرتبط
3- تحلیل واگذاری سلول‌های کوچک
3-1- مدل کانال
4- نتایج شبیه سازی
4-1- مقایسه مدل‌های کانال
4-2- مقایسه طرح‌های واگذاری
5- نتیجه گیری‌ها
منابع

چکیده

در شبکه‌های 5G، منطقه تحت پوشش ایستگاه‌های پایه کوچکتر است و ارتباطات در فرکانس‌های بالاتر هستند. مفهوم سلول کوچک با قابلیت جابه‌جایی بالا و منطقه تحت پوشش کوچک ظهور کرده است. کاربران موبایل در نتیجه واگذاری، با نیازهای مختلف خدماتی در میان سلولهای کوچک حرکت می‌کنند. فرکانس تغییر سلول کوچک و پارامترهای واگذاری در نظر گرفته شده بر کیفیت خدمات تأثیر می‌گذارد. در این مقاله، تحلیل عملکرد واگذاری با معیارهای مختلف و یک مدل کانال شهری واقع بینانه برای سلول‌های کوچک 5G بررسی شده است. تأثیر عملکرد معیارهای سنتی واگذاری، در روش واگذاری سلول کوچک 5G، نیز نشان داده شده است. این مطالعه به تحقیق در مورد توسعه روشهای جدید واگذاری سلول‌های کوچک 5G کمک می‌کند.

1- مقدمه

تقاضای بیشتر ترافیک داده توسط کاربران موبایل، نیاز به اتصال سریع و یکپارچه به ایستگاه‌های پایه را نشان می‌دهد. از اولین ساختارهای شبکه ارتباطی تا جدیدترین آن‌ها، باند فرکانس که امکان انتقال داده‌های بیشتری را فراهم می‌کند، در حال افزایش است. با این حال، فرکانسهای بالاتر به دلیل طول موج‌های فرکانس حامل، منطقه تحت پوشش کمتری را فراهم می‌کنند [1]. این نیازها ضرورت وجود زیرساخت‌های ارتباطی نسل جدید را نشان می‌دهد. در دهه 2020 شبکه‌های 5G باید با مشکلات مختلف شبکه دست و پنجه نرم کنند [2]. اگرچه انتظار می‌رود شبکه‌های 5G در کاربردهایی مانند مراقبت‌های بهداشتی، صنعتی، حمل و نقل و غیره نقش‌های مهمی ایفا کنند [3]، در حالی که این پیشرفت‌ها اتفاق می‌افتد، برای دوام شبکه‌های 5G امکانات ارتباطی مختلفی باید استفاده یا اصلاح شوند.

5- نتیجه گیری‌ها

در این مقاله نمود و شبیه سازی جامع مدیریت واگذاری در سلولهای کوچک شبکه‌های 5G ارائه شده است. مکانیسم‌های واگذاری مبتنی بر RSSI و SNR شبیه سازی شده و تحلیل عملکرد مقایسه ای آنها با توجه به پارامترهای مختلف انجام شده است. برای ایجاد اتصالات سریع و یکپارچه برای شبکه‌های 5G و فراتر از آن روش‌های اصلی مدیریت واگذاری ارائه شده است. ارزیابی پارامتر راه‌اندازی واگذاری مهمترین مرحله است و انتخاب پارامترها برای اتصال مطمئن ایستگاه پایه مطلوب بسیار مهم است. به همین دلیل، برخلاف رویکرد سنتی، از SNR که یک پارامتر مهم QoS است، با پارامتر RSSI استفاده می‌شود و برای ارائه مناسب ترین انتخاب ایستگاه پایه یک مکانیسم واگذاری جدید ایجاد می‌شود. علاوه بر این، به منظور جلوگیری از تأخیر و تلفات بسته‌ها، با انتخاب یک ایستگاه پایه پشتیبان، واگذاری سریع تری ارائه می‌شود.

Abstract

In 5G networks, the coverage area of the base stations is smaller and the communications are at higher frequencies. The small cell concept has risen with high mobility and small coverage area. Mobile users can move among the small cells with different service requirements as a result of handover. The frequency of changing the small cell and the considered handover parameters affect the quality of service. In this paper, the handover performance analysis with different metrics and a realistic urban channel model is investigated for 5G small cells. The effect of the traditional handover metrics performance, on the 5G small cell handover procedure, is also shown. This study contributes to the research for developing new procedures on 5G small cell handover.

1- Introduction

The demand for more data traffic by mobile users reveals the need for fast and seamless connection to the base stations. From the first communication network structures to the newest ones, the frequency bands are getting higher allowing the transfer of more data. However, higher frequencies provide a smaller coverage area as a result of carrier frequency wavelengths [1]. These needs reveal the necessity of new generation communication infrastructures. 5G networks will have to deal with various network problems in the 2020s [2]. Although 5G networks are expected to play crucial roles in applications such as healthcare, industry, transportation, etc. [3], while these developments occur, various communication facilities have to be utilized or modified for 5G networks to be viable.

5- Conclusions

This paper provides comprehensive expression and simulation of the handover management in small cells for 5G networks. RSSI and SNR based handover mechanisms are simulated and their comparative performance analysis has been made according to various parameters. Basic handover management procedures have been proposed to develop fast and seamless connections for 5G and beyond networks. The parameter evaluation for handover triggering is the most crucial phase and the selection of the parameters is very important for reliable connection of the optimal base station. For this reason, unlike the traditional approach, SNR, which is an important QoS parameter, is used with the RSSI parameter, and a new handover mechanism is developed to provide the most appropriate base station selection. In addition, in order to prevent delays and packet losses, a faster handover is provided with the selection of a backup base station.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

آنالیز عملکرد مدیریت واگذاری در سلول های کوچک 5G

Performance analysis of handover management in 5G small cells

امنیت فضای سایبری شهرهای هوشمند آینده با فناوری های نسل پنجم

Securing Cyberspace of Future Smart Cities with 5G Technologies

چکیده

مقدمه

مشارکت ها در این کار

نمای کلی شهرهای هوشمند آتی

یک رویکرد از بالا به پائین برای بررسی آسیب پذیریها، حملات و چالش های امنیت سایبری د ر شهرهای هوشمند آتی

آسیب پذیریها و حملات امنیتی SDR و CR

آسیب پذیریها و حملات امنیتی RFID

آسیب پذیریها و حملات امنیتی WSN

نیازمندیها و توانمندسازهای امنیت شهرهوشمند

بهره گیری از قابلیت های 5G برای شهرهای هوشمند آتی

قابلیت اطمینان و تاب آوری

استاندارد سازی

کارایی انرژی

مقیاس پذیری

قابلیت همکاری

کاربرد مشترک طیف پویای بدون مجوز

نتیجه گیری

چکیده

شهرهای هوشمند آتی قول می دهند کیفیت زندگی را به طور چشمگیری بهبود بخشیده و در سالهای اخیر توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده اند. یکپارچگی (اینترنت اشیا) IoT با مدلهای سرویس دهی نظیرشان برای مدیریت مطمئن دارایی های شهر، یک چالش مهم به حساب می آید. استقرار فناوریهای متنوع (اینترنت اشیا) IoT و مولفه های معماری مختلف و موجودیت های جدید راه حل های ICT در حال ظهور، موجب بروز تهدیدهای امنیتی و آسیب پذیریهای جدیدی می شود. ارتباط یکپارچه و در مقیاس بزرگ میان فناوریهای متعدد (اینترنت اشیا) IoT تا حدی زیادی به عملکرد فناوریهای دسترسی بی سیم نظیر WSN، SDR، CR و RFID بستگی دارد. در اینجا تاکسونومی های لایه ای موضوعی را مطرح می کنیم تا بتوانیم آسیب پذیریهای امنیتی، حملات و چالش های فناوریهای توانمندکننده (اینترنت اشیا) IoT را روشن کنیم که از توسعه شهرهای هوشمند حمایت می کنند. در این رابطه، نیازمندیهای بالقوه و توانمندکننده های کلیدی که در توسعه شهرهای هوشمند امن نقش حیاتی ایفا می کنند را نیز شناسایی می کنیم. بالاخره، راجع به مسائل باز بحث می کنیم که برای آشکارشدن پتانسیل کامل 5G برای شهرهای هوشمند آتی، بایستی خطاب قرار داده شوند. 

مقدمه

شهرهای هوشمند، از پتانسیل زیادی برای بهبود کیفیت زندگی برخوردارند و آنها یک وعده و قول آینده نگرنیستند، بلکه یک واقعیت می باشند. دولتهای مختلف پروژه های شهر هوشمند را در سرتاسر جهان شروع کرده اند تا به این طریق برخی از چالش های ناشی از تکامل سریع دنیای دیجیتال و رشد سریع شهری سازی (شهرنشینی) را خطاب قرار دهند. علاوه براین، شاهد افزایش تقاضا برای فناوریهای اینترنت اشیاء (IoT) و راه حل های فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) بوده ایم. امروز، سرویس های زیادی با دستگاه های موبایل هوشمند توانمند شده با IP به  کاربران موبایل (متحرک) تحویل داده شده است. این قبیل روندهای تکنولوژیکی احتمالاً بازارانبوه عظیم و بازیگران کلیدی مختلفی را در جوامع هوشمند جذب می کنند [1]. 

نتیجه گیری

شهرهای هوشمندآتی به خاطر موجودیت های زیرساختی پایه جدیداً مستقر شده و مولفه های معماری که جزئی از آنها هستند، نیازمندیهای جدید امنیت سایبری تحمیل می کنند. (اینترنت اشیا) IoT یک معماری لایه ای است که مبانی و اصول امنیتی وابسته به هر لایه، بر لایه های دیگر اثرگذاشته و به یکدیگر شدیداً وابسته هستند. برای خطاب قرار دادن مسائل امنیتی، رویکرد لایه ای سیستماتیک فناوریهای توانمندکننده (اینترنت اشیا) IoT را مطرح کرده ایم که راه را برای توسعه شهرهای هوشمند آتی ایمن، هموار می سازد. در اینجا، تاکسونومی های لایه ای موضوعی از حملات در هر لایه از شهر هوشمند آتی را مطرح کرده ایم. ضمناً، نیامندیها و توانمندسازهای کلیدی برای تامین امنیت شهرهای هوشمند آتی را نیز روشن کرده ایم. متعاقباً، راجع به مسائل پژوهشی بازی که در آینده برای بکارگیری و مهار قابلیت های 5G بایستی خطاب قرار داده شوند، بحث کردیم، زیرا فناوریهای 5G توسط شهرهای هوشمند آتی پذیرفته شده اند. بالاخره، این گونه استدلال می کنیم که نواحی بحرانی و حساس هر لایه از فناوریهای دسترسی بی سیم در کنار 5G و 6G در حال ظهور بایستی بیشتر مورد پژوهش قرار گیرند تا به این طریق نیازهای امنیتی شهرهای هوشمندی با رشد سریع، خطاب قرار داده شده و کیفیت زندگی بهبود یابد. 

Abstract

Future smart cities promise to dramatically improve the quality of life and have been attracting the attention of many researchers in recent years. The integration of IoT with their corresponding service delivery models to manage a city’s asset securely remains a significant challenge. The deployment of diverse IoT technologies and several architectural components and novel entities of emerging ICT solutions opens up new security threats and vulnerabilities. Large-scale, seamless communication among multiple IoT technologies is highly dependent on the operations of the underlying wireless access technologies such as WSNs, SDR, CR and RFID. We present thematic layered taxonomies to highlight the potential security vulnerabilities, attacks, and challenges of key IoT enabling technologies which underpin the development of smart cities. We also identify potential requirements and key enablers that play a vital role in the development of secure smart cities. Finally, we discuss various open issues that need to be addressed to unlock the full potential of 5G for future smart cities.

Introduction

Smart cities have strong potential to improve the quality of life and they are no longer a futuristic promise but a reality. Several governments have started ambitious smart city projects around the world to address some of the challenges brought about by the rapidly evolving digital world and the fast growth of urbanization. Moreover, we have witnessed an increasing demand for Internet of Things (IoT) technologies and Information and Communications Technology (ICT) solutions. Today, many services are being delivered to IP-enabled smart mobile devices to mobile users. These technological trends are likely to attract a huge mass market and several key players within smart connected communities [1].

Conclusion

Future smart cities are imposing new requirements of cybersecurity because of the newly deployed underlying infrastructural entities and architectural components that are part of them. IoT is a layered architecture where security implications pertaining to any layer can affect other layers and are heavily dependent on each other. To address the security issues, we have presented a systematic layered approach of key IoT enabling technologies which pave the way toward the development of secure future smart cities. We have presented thematic layered based taxonomies of attacks at each layer of a future smart city. We have also highlighted key requirements and enablers to secure future smart cities. Consequently, we discussed open research issues that need to be addressed in the future to harness 5G capabilities as 5G technologies are adopted by future smart cities. Finally, we argue that the critical areas at each layer of various wireless access technologies together with 5G and the emerging 6G must be further investigated to address the security needs of fast-growing smart cities and improve the quality of life.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

امنیت فضای سایبری شهرهای هوشمند آینده با فناوری های نسل پنجم

Securing Cyberspace of Future Smart Cities with 5G Technologies

تقسیم بندی شبکه نسل پنجم: مروری بر امنیت

5G Network Slicing: A Security Overview

چکیده

1. مقدمه

2. مروری بر ادبیات

3. تقسیم بندی شبکه نسل پنجم

A. معماری

B. چرخه زندگی (طول عمر) برش

4. تهدیدات و توصیه های امنیتی

A. امنیت طول عمر برش

B. امنیت درون برش

C. امنیت میان برشی

5. بحث

A. امنیت انتها به انتها

B. ایزوله سازی

C. مدیریت امن و تنظیم

D. مدل اطمینان

E. تجهیزات نسل پنجم مشتری

6. نتیجه گیری ها

چکیده

در حال حاضر نسل پنجم  (5G) شبکه های سلولی  توسط اپراتورهای شبکه در حال پیاده سازی و دستگاه های کاربر نهایی نسل پنجم توسط بسیاری از تولید کنندگان تجاری شده است. این تنها اولین گام در پیاده سازی شبکه های نسل پنجم است و توان بالقوه نسل پنجم همچنان دور از دسترسی است. در حال حاضر یکی از فناوری های اصلی نسل پنجم که مورد علاقه جامعه تحقیقاتی است، تقسیم بندی شبکه  است. تقسیم بندی شبکه اجازه می دهد تا بهره برداری از زیرساخت نسل پنجم به صورت انعطاف پذیر و کارآمد انجام شود و سرویس های ناهمگون (مانند ارتباطات صوتی، پخش ویدیو، سلامت الکترونیک و ارتباطات خودرویی) را ارائه می کند. همانند هر فناوری جدید، یکی از جنبه های اصلی که می بایست در نظر گرفته شود مساله امنیت است. ما در این مقاله امنیت را در تقسیم بندی شبکه مورد نظر قرار می دهیم. ما تهدیدات و توصیه هایی را نمایان می کنیم که برحسب امنیت طول عمر، امنیت تقسیم بندی درونی و امنیت تقسیم بندی خارجی ارائه شده است. علاوه بر این، درباره مسائل امنیتی باز مرتبط با تقسیم بندی شبکه بحث می کنیم.

1. مقدمه

بخش تکاملی نسل پنجم که شامل بهبود عملکرد در مقایسه با نسل چهارم است، قبلاً در بازار ارائه شده است. اما بخش تحویل آمیز نسل پنجم همچنان تحت بررسی جامعه تحقیقاتی و سازمان های استانداردسازی قرار دارد [1,2]. هدف آن ارائه سرویس های مختلف (مانند ارتباطات صوتی، پخش ویدیو، سلامت الکترونیک و ارتباطات خودرویی) با اشتراک گذاری همان زیرساخت نسل پنجم است. این هدف چالش برانگیز با استفاده از فناوری جدید تقسیم بندی امکان پذیر است [3]. تقسیم بندی شبکه یکی از عناوین مورد هدف در نسخه ششم پروژه همکاری نسل سوم  (3GPP) [1] است و در نسخه هفدهم 3GPP [2] مورد بررسی بیشتر قرار گرفته است که در حال حاضر براساس جدول زمان بندی به ترتیب در ژوئن 2020 و 2021 به پایان می رسند. این روند به تحقیق درباره جنبه های امنیتی تقسیم بندی شبکه انگیزه می بخشد.

6. نتیجه گیری ها

ما تهدیدات و توصیه های امنیتی مرتبط به امنیت تقسیم بندی شبکه را ارائه کرده ایم. ما نتیجه می گیریم که امنیت تقسیم بندی شبکه مسائل مختلفی را ایجاد می کند که می بایست مورد بررسی قرار گیرند. با توجه به این که تقسیم بندی شبکه به خودی خود در مراحل اولیه پیاده سازی قرار دارد، بنابراین تحلیل کامل امنیت آن بالغ نیست. بسیاری از جنبه های باز همچنان نیاز به آشکارسازی و بحث بیشتر دارد. ما به برخی از این موارد اشاره کرده و جهت های گیری های تحقیقاتی ممکن را نشان می دهیم. در میان این موارد به امنیت انتها به انتها، مکانیزم های دفاع خودکار (با استفاده از هوش مصنوعی)، پیاده سازی و اندازه گیری دقیق ایزوله سازی و مدل های دقیق امنیتی (برای تقسیم بندی شبکه به طور کلی یا تقسیم بندی دینامیکی شبکه به طور ویژه) اشاره می کنیم. ما هنوز پیش بینی می کنیم که زمان قابل توجهی برای اجرای تحلیل تجربی امنیت تقسیم بندی شبکه در مقیاس بزرگ برای اعتبارسنجی نتایج نظری مورد نیاز است. 

Abstract

The fifth-generation (5G) of cellular networks is currently under deployment by network operators, and new 5G end-user devices are about to be commercialized by many manufacturers. This is just a first step in the 5G’s development, and the true potential of 5G is still far from being reached. Currently, one of the main 5G technologies under the interest of the research community is the network slicing. Network slicing will allow exploiting the 5G infrastructure to flexibly and efficiently provide heterogeneous services (e.g., voice communication, video streaming, e-health, vehicular communication). Like every new technology, one of the critical aspects that need to be considered is the security. In this article, we spotlight the security in 5G network slicing. We highlight threats and recommendations, which are presented in terms of life-cycle security, intra-slice security, and inter-slice security. Furthermore, we identify and discuss open security issues related to network slicing.

I. INTRODUCTION

The evolutionary part of 5G, which consists of improvements in the performance compared to 4G, has been already released to the market. But the revolutionary part of 5G is still under the investigation of the research community and in work by the standardization organizations [1], [2]. It aims to provide differentiated services (e.g., voice communication, video streaming, e-health, vehicular communication) by sharing the same 5G infrastructure. This challenging target can be accomplished by using the novel technology of network slicing [3]. Network slicing is one of the topics targeted in the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Release 16 [1], and further addressed in 3GPP Release 17 [2], which are currently in progress with scheduled completion in June 2020 and 2021, respectively. This motivates an investigation of the security aspects of network slicing at this time.

VI. CONCLUSIONS

We have presented threats and recommendations concerning networks slicing security. We conclude that network slicing security brings in a variety of issues that need to be addressed. Because network slicing itself is at an early development stage, the in-depth security analysis is premature. Many open aspects still need to be clarified and further discussed. We refer to some of these and indicate some possible research directions. Among these, we mention end-to-end security, automated defense mechanisms (using artificial intelligence), rigorous implementation and measurement of isolation, and rigorous security models (for network slicing in general or dynamic network slicing in particular). We anticipate still a considerable time until experimental analysis of network slice security can be conducted (at large scale) to validate theoretical results.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تقسیم بندی شبکه نسل پنجم: مروری بر امنیت

5G Network Slicing: A Security Overview

تقسیم بندی شبکه 5G برای شبکه های وسایل نقلیه چندمنظوره: یک رویکرد انتها به انتها

Towards 5G network slicing for vehicular ad-hoc networks: An end-to-end approach

چکیده
1- مقدمه
2- کارهای مرتبط
3- مرور کلی بر سیستم
4- عناصر سیستم
1-4 NSSF
2-4 OAI SIM
3-4 OAI-EPC
5- نتایج و بحث
6- نتیجه گیری

چکیده

شبکه های نسل پنجم نه تنها از افزایش نرخ داده ها پشتیبانی می کنند، بکه همچنین می بایست زیرساخت مشترکی را فراهم کنند که براساس آن سرویس های جدید همراه با نیازمندی های بسیار متفاوت کیفیت سرویس (QoS) شبکه با تاخیر کمتر ارائه شود. به طور دقیق تر، کاربردهای شبکه های خودرویی چند منظوره (VANET) که اساساً گرایش آن ها به مسائل ایمنی و سرگرمی است (مانند پخش ویدیویی و مرورگر وب) در حال افزایش است. بیشتر این کاربردها دارای محدودیت های جدی از نظر تاخیر در حد چند میلی ثانیه هستند و نیاز به اطمینان پذیری بالایی دارند. پلتفورم نسل پنجم برای بررسی چنین نیازهایی نیازمند ایجاد شبکه های مجازی برنامه پذیر و راهکارهای مختلف ترافیکی همانند تقسیم بندی (برش) شبکه است. به این منظور در این مقاله یک مکانیزم تقسیم بندی پویا و برنامه پذیر انتها به انتها در شبکه LTE مبتنی بر M-CORD پیشنهاد می دهیم. یکی از ویژگی های کلیدی M-CORD که مکانیزم پیشنهاد تقسیم بندی شبکه از آن استفاده می کند، EPC مجازی است که سفارشی سازی و اصلاح را امکان پذیر می سازد. M-CORD کارکرد ضروری را برای برنامه ریزی تعاریف تقسیم بندی فراهم می کند که در آن مکانیزم پیشنهادی به طور کامل از رویکرد تعریف شده نرم افزاری خود پیروی می کند. علاوه بر این، ما نشان می دهیم که چگونه دستگاه ها انتهایی قرار گرفته در بخش های مختلف براساس QoS های متفاوت براساس نوع کاربر انتهایی تخصیص داده می شوند. این نتایج نشان می دهند که مکانیزم پیشنهادی تقسیم بندی شبکه بخش های مناسب را انتخاب می کند و منابع را به کاربران براساس نیازها و نوع سرویس آن ها اختصاص می دهد.

6- نتیجه گیری

این مقاله سناریو انتخاب تقسیم بندی شبکه را با استفاده از ساختار vNSSF و OAI تحت پلتفورم M-CORD را توضیح می دهد. این مقاله قابلیت برنامه پذیری را برای صفحه کنترل و داده معرفی می کند. همچنین توسعه vNSSF سفارشی را به عنوان یک VNF توضیح می دهد. با توجه به نتایج به دست آمده، نشان داده می شود که مکانیزم پیشنهادی تقسیم شبکه منابع منطقی متفاوتی را به کاربران مختلف بر بستر یک شبکه فیزیکی ارائه می کند. هدف ما در آینده توسعه ساختار پیشنهادی با معرفی شبکه مبتنی بر هدف (IBM) به معماری نسل پنجم است که منجر به پیکربندی خودکار تقسیم بندی ها با استفاده از اهداف فراهم شده به عنوان قرارداد می شود. علاوه بر این، کار تجربی آتی برای دستیابی به نرخ داده های زیاد اجرا می شود.

Abstract

The upcoming 5G networks not only have to support increasing data rates but also must provide a common infrastructure on which new services with vastly different network QoS requirements with lower delay are delivered. More precisely, applications for VANETs, that are mainly oriented to safety issues and entertainment (e.g. video streaming and video-on-demand, web browsing) are increasing. Most of these applications have strict latency constraints of the order of few milliseconds, and very high reliability requirements. To address such needs, a 5G platform needs the ability to dynamically create programmable virtual networks and differentiated traffic treatment utilizing solutions such as network slicing. To this end, in this paper, we propose a programmable and dynamic end-to-end slicing mechanism in an M-CORD based LTE network. One of the key features of M-CORD that the proposed network slicing mechanism utilizes is the virtualized EPC that enables customization and modification. M-CORD provides necessary functionality to program slice definitions, where the proposed mechanism fully follows its software-defined approach. Furthermore, we demonstrate how end devices placed in different slices can be allocated with different QoS treatments from the network operator based on end-user type. The results show that the proposed network slicing mechanism selects appropriate slices and allocates resources to users specific to their needs and service type.

6- Conclusions

This paper explains a network slice selection scenario using vNSSF and OAI framework under M-CORD. It introduces programmability to both control and data plane. It explains development of customized vNSSF as a VNF. With the results, it is demonstrated that the proposed network slicing mechanism successfully provides logically different resources to different users over a single physical network. In the future, we aim to extend the proposed framework by introducing intent-based networking (IBN) to the 5G architecture that will lead to automatic configuration of network slices using the intents provided as contracts. In addition, further experimental work will be carried out to achieve high data rates.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تقسیم بندی شبکه 5G برای شبکه های وسایل نقلیه چندمنظوره: یک رویکرد انتها به انتها

Towards 5G network slicing for vehicular ad-hoc networks: An end-to-end approach

آنالیز عملکرد پیوندهای رادیویی با فضای آزاد نوری با تنوع فضایی در مدل کانال ترکیبی برای نسل پنجم ارتباطات در اپلیکیشن های شهر هوشمند

Performance analysis of RoFSO links with spatial diversity over combined channel model for 5G in smart city applications

چکیده

1- معرفی

2- مدل سیستم

3- مدل کانال

1-3 افت جوی

2-3 محوشدگی ناشی از آشفتگی جوی

3-3 خطاهای نشانه روی

4-3 مدل ترکیبی کانال

4- میانگین BER سیستم RoFSO

5- نتایج عددی

6- نتیجه گیری

چکیده

مفهوم شهر هوشمند زندگی شهروندان را بهبود می دهد و کارایی و بهره وری خدمات و عملیات های شهری را از طریق ادغام فناوری اطلاعات و ارتباطات با کمک اینترنت اشیا (IoT) و تکنیک های 5G بهینه می کند. تقاضای پهنای باند برای 5G، شهر هوشمند و کاربردهای اینترنت اشیا با ارتباطات بی سیم نوری عملی می شوند. به ویژه، ارتباطات رادیویی از طریق فضای آزاد نوری (RoFSO) یک انتخاب جالب برای ایستگاه های مرکزی بهم پیوسته با واحدهای آنتن از راه دور به وجود می آورد. در این مقاله، ما انتقال سیگنالهای رادیویی مالتی پلکسینگ تقسیم فرکانس های عمود برهم (OFDM) را با فرمت مدوله سازی دامنه تربیعی (QAM) از طریق ارتباط نوری فضای آزاد بااستفاده از کاهش تنوع فضایی درنظر می گیریم. این فضا به عنوان مدل ترکیبی کانال مدلسازی می شود که خطاهای تضعیف، آشفتگی و نشانه روی فضایی را نیز درنظر می گیرد. خطاهای آشفتگی و نشانه روی فضایی بااستفاده از توزیع های Malaga, Beckmann و Rayleigh مدلسازی می شوند. عبارتهای جدید فرم بسته BER برای پیوند پیشنهاد شده QAM OFDM RoFSO با تنوع فضایی استخراج شده اند. این نتایج برای شرایط آب و هوایی مختلف (صاف، مه و مه رقیق)، حالتهای آشفتگی (ضعیف، متوسط، قوی)، ناهماهنگی (ضعیف، پیشرفته)، نظم و ترتیب QAM و تعداد فرستنده ها و گیرنده ها آنالیز و ترسیم می شوند. سیستم پیشنهادی RoFSO برای 5G در اپلیکیشنهای شهر هوشمند بسیار مفید است.

1- معرفی

مفهوم کلی شهر هوشمند براساس ادغام فناوری اطلاعات و ارتباطات است. مفهوم شهر هوشمند برای بهترین بکارگیری و استفاده از منابع موجود فرض می شود. اینترنت اشیا اتصال اساسی هر دستگاه به اینترنت و کنترل عملکردهای آن از طریق فرمان های دریافت شده از اینترنت می باشد. بنابراین، برای ساخت شهر هوشمند واقعیت اینترنت اشیا اساسا لازم است. فناوری نسل پنجم (5G) برای مقابله با حجم زیاد داده ها و نیاز به ارتباطات سریع و پرسرعت در شهرهای هوشمند لازم می باشد. از فناوری نسل پنجم انتظار می رود تا سرعت موردنیاز داده ها (بیشتر از 1 گیگابایت بر ثانیه) و زمان بیکاری یا تاخیر پایین (در سطح میلی ثانیه) [1] را بااستفاده از سلولهای کوچک توان پایین (مانند میکروسل ها و پیکوسل ها) فراهم کند، آن پوشش دهی و ظرفیت شبکه را با استفاده مجدد فضایی از طیف بالا می برد. 

6- نتیجه گیری

در این کار، ما عملکرد BER اتصال K-QAM OFDM RoFSO را با تنوع فضایی بررسی کردیم. این مدل کانال به عنوان یک نوع ترکیبی با اثرات تضعیف جوی، آشفتگی و محوشدگی ناشی از ناهمترازی درنظر گرفته شده است. آشفتگی جوی و خطاهای نشانه روی از طریق توزیع- M، توزیع Beckmann و توزیع اصلاح شده Rayleigh مدلسازی می شوند. عبارت جدید فرم بسته میانگین BER برای این سیستم پیشنهادی استخراج شده است که براساس مدل توزیع-M می باشد که مشاهدات تجربی را به طور دقیق دنبال می کند. این نتایج برای شرایط آب و هوایی مختلف، آشفتگی و خطاهای نشانه روی آنالیز و ترسیم می شوند. می توان نتیجه گرفت که افزایش در تنوع انشعاب عملکرد اتصال را در تمام شرایط آشفتگی به مقدار زیادی بالا می برد. OFDM پیشنهادی مبتنی بر سیستم RoFSO در شهرهای هوشمند و اپلیکیشن های 5G خیلی مفید می باشد. آنالیز کامل ارائه شده در این مقاله می تواند برای مهندس های طراحی در طراحی یک سیستم برای برنامه های شهر هوشمند مفید باشد.

Abstract

The smart city concept improves the lives of citizens and optimizes the efficiency of city operations, services through the integration of information and communication technology with the help of the internet of things (IoT) and 5G techniques. The bandwidth demand for 5G, smart city, and IoT applications are fulfilled with wireless optical communications. Particularly, radio over free space optical (RoFSO) communication establishes a very attractive choice for interconnecting central base stations with remote antenna units. In this paper, we consider the transmission of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) radio signals with quadrature amplitude (QAM) modulation format through a free space optical link using spatial diversity mitigation technique. The atmosphere is modeled as the combined channel model which takes into account atmospheric attenuation, turbulence, and pointing errors. The atmospheric turbulence and pointing errors are modeled by Malaga, Beckmann, and Rayleigh distributions. The novel closed form BER expressions are derived for the proposed QAM OFDM RoFSO link with spatial diversity. The results are analyzed and plotted for different weather conditions (clear, haze, light fog), turbulence regimes (weak, moderate, strong), misalignment (weak, enhanced), the order of QAM and number of transceivers. The proposed RoFSO system is highly useful for 5G in smart city applications.

1. Introduction

The whole smart city concept is based on the integration of information and communication technology. Smart city concept is imagined for the best utilization of the available resources. Internet of things (IoT) is basically connecting any device to the internet and controlling its functions through commands from the internet. So, for making the smart city a reality IoT is essentially needed. 5th generation(5G) technology is needed for dealing with the huge amount of data and the requirement of high speed communication in the smart cities. 5G technology promises to provide the required data rate (>1 Gbps) and low latency (ms level) [1] with the use of low power small cells (e.g. microcells and picocells), it enhances the coverage and capacity of the network by spatial reuse of spectrum.

6. Conclusion

In this work, we investigated the BER performance of K-QAM OFDM RoFSO link with spatial diversity. The channel model is considered as the combined one with the effects of atmospheric attenuation, turbulence and misalignment fading. The atmospheric turbulence and the pointing errors are modeled through M-distribution, Beckmann and modified Rayleigh distribution respectively. The novel closed form expression of the average BER is derived for the proposed system which is based on the M-distribution model which follows accurately experimental observations. The results are analyzed and plotted for different weather, turbulence, and pointing error conditions. It can be concluded that the increment in the diversity branch enhances the performance of the link in great amount in all turbulence conditions. The proposed OFDM based RoFSO system is highly useful in smart cities and 5G applications. The complete analysis presented in the paper can be useful for the design engineers in designing a system, for smart city applications.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

آنالیز عملکرد پیوندهای رادیویی با فضای آزاد نوری با تنوع فضایی در مدل کانال ترکیبی برای نسل پنجم ارتباطات در اپلیکیشن های شهر هوشمند

Performance analysis of RoFSO links with spatial diversity over combined channel model for 5G in smart city applications