بهره وری تبادل کلید همزمان- استخراج رمزنگاری از کلید عمومی در تخلیه ایمن مبتنی بر فدراسیون مه-ابر برای سیستم های رصد ایستگاه های هواشناسی خودکار

سلامی, یاشار; خواجه وند, وحید; زینالی, اسماعیل

doi:10.30467/nivar.2023.416270.1261

بهره وری تبادل کلید همزمان- استخراج رمزنگاری از کلید عمومی در تخلیه ایمن مبتنی بر فدراسیون مه-ابر برای سیستم های رصد ایستگاه های هواشناسی خودکار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

² 1گروه مهندسی کامپیوتر و فناوری اطلاعات، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

10.30467/nivar.2023.416270.1261

چکیده

باتوجه به اینکه در سیستم های ایستگاه هواشناسی خودکار اطلاعات خام توسط حس‌گرها توسط AWS ها جمع آوری می‌شود و خود این حسگرها قابلیت پردازش داده‌های خام را ندارند و برای پردازش ، داده‌ها را به سمت CPS در یک ناامن ارسال می‌شود با توجه به اینکه داده‌های خام در شبکه بیسیم ارسال می‌شود و هیچ نوع عملیات رمزنگاری و تبادل کلید بین طرفین ارتباط انجام نشده است هر لحظه این امکان وجود دارد که یک شخص ثالث با هویت حمله کنند بین AWS و CPS قرار گیرد و داده‌های ارسالی را شنود یا دست‌کاری شود. ما در این مقاله با ترکیب سیستم رمزنگاری الجمال و الگوریتم تبادل کلید دیفی هلمن یک روش رمزنگاری جدید ارائه کرده‌ایم که برخلاف روش موجود قابلیت تبادل کلید برای فرستنده و گیرنده از کلید عمومی مهیا می‌کند به‌گونه‌ای که دیگر نیاز نیست برای رمزنگاری و تبادل کلید از دو الگوریتم متفاوت استفاده شود. نتایج شبیه سازی روش پیشنهادی در برابر حمله جستجوی فراگیر نشان میدهد که روش پیشنهادی در سناریو اول به به روش نرمال 0.030141 ودر روش موازی 1.241097 ثانیه و در سناریو دوم به روش نرمال 5.112216 و در روش موازی 6.724856 ثانیه بیشتر در مقابل روش الجمل در برابر حمله جستوجوی فراگیر مقاومت میکند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مهندسی کامپیوتر-نرم افزار

عنوان مقاله [English]

Efficiency Simultaneous key Exchange-Cryptography Extraction from Public key in Fog-Cloud Federation-Based Secure Offloading for Automatic Weather Stations Observing Systems

نویسندگان [English]

Yashar Salami ¹
Vahid Khajehvand ²
Esmaeil Zeinali ¹

¹ Department of Computer and Information Technology Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran

² Department of Computer and Information Technology Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran

چکیده [English]

Considering that in automatic weather station systems, raw data is collected by sensors by AWSs, and these sensors themselves cannot process raw data. The data is sent to the CPS unsafely for processing, considering that the raw data in the wireless network is sent. No encryption operation or key exchange has been performed between the communication parties. At any moment, there is a possibility that a third party with an identity attack can be placed between AWS and CPS and listen to or manipulate the data sent. In this article, we have presented a new encryption method by combining the Jamal encryption system and the Diffie-Hellman key exchange algorithm, which, unlike the existing method, provides the ability to exchange keys for the sender and receiver from the public key so that there is no longer a need for encryption and key exchange from two algorithms. Be used differently. The simulation results of the proposed method against pervasive search attack show that the proposed method in the first scenario is 0.030141 seconds in the normal way and 1.241097 seconds in the parallel mode, and in the second scenario is, 5.112216 seconds in the normal manner and 6.724856 seconds in the parallel process compared to the ElGamal process against the attack. Comprehensive search resists.

کلیدواژه‌ها [English]

Cryptography
Key Exchange
Meteorology
Cloud

مراجع

1. R. Fotohi, Y. Ebazadeh, and M. S. Geshlag, “A New Approach for Improvement Security against DoS Attacks in Vehicular Ad-hoc Network,” arXiv, 2020, doi: 10.14569/ijacsa.2016.070702.
2. Y. Ebazadeh and R. Fotohi, “A reliable and secure method for network‐layer attack discovery and elimination in mobile ad‐hoc networks based on a probabilistic threshold,” Secur. Priv., vol. 5, no. 1, p. e183, 2022.
3. Y. Salami, F. Taherkhani, Y. Ebazadeh, M. Nemati, V. Khajehvand, and E. Zeinali, “Blockchain-Based Internet of Vehicles in Green Smart City: Applications and Challenges and Solutions,” Anthropog. Pollut., vol. 7, no. 1, 2023.

4. Y. Salami and V. Khajehvand, “LSKE: Lightweight Secure Key Exchange Scheme in Fog Federation,” Complexity, vol. 2021, p. 4667586, 2021.
5. M. Wazid and P. Gope, “BACKM-EHA: A novel blockchain-enabled security solution for IoMT-based e-healthcare applications,” ACM Trans. Internet Technol., vol. 23, no. 3, pp. 1–28, 2023.
6. C.-M. Chen, S. Liu, X. Li, S. K. H. Islam, and A. K. Das, “A provably-secure authenticated key agreement protocol for remote patient monitoring IoMT,” J. Syst. Archit., vol. 136, p. 102831, 2023.
7. H. Corrigan-Gibbs and D. Kogan, “The discrete-logarithm problem with preprocessing,” in Annual International Conference on the Theory and Applications of Cryptographic Techniques, Springer, 2018, pp. 415–447.
8. D. Boneh, “The Decision Diffie-Hellman problem,” in Algorithmic Number Theory, J. P. Buhler, Ed., Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1998, pp. 48–63.
9. P. C. van Oorschot and M. J. Wiener, “On Diffie-Hellman Key Agreement with Short Exponents,” in Advances in Cryptology --- EUROCRYPT ’96, U. Maurer, Ed., Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1996, pp. 332–343.
10. R. L. Rivest, a Shamir, and L. Adleman, “A method for obtaining digital signatures and public-key cryptosystems,” Commun. ACM, vol. 21, no. 2, pp. 120–126, 1978, doi: 10.1145/359340.359342.
11. Y. Salami, V. Khajevand, and E. Zeinali, “Cryptographic Algorithms: A Review of the Literature, Weaknesses and Open Challenges,” J. Comput. Robot., vol. 16, no. 2, pp. 46–56, 2023.
12. D. Pointcheval, “Rabin Cryptosystem,” in Encyclopedia of Cryptography and Security, H. C. A. van Tilborg, Ed., Boston, MA: Springer US, 2005, pp. 501–502. doi: 10.1007/0-387-23483-7_339.
13. K. S. Selvi and T. Vaishnavi, “Rabin PublicKey Cryptosystem for mobile authentication,” in IEEE-International Conference On Advances In Engineering, Science And Management (ICAESM -2012), Mar. 2012, pp. 854–860.
14. Y. Salami, V. Khajehvand, and E. Zeinali, “SOS-FCI: a secure offloading scheme in fog–cloud-based IoT,” J. Supercomput., pp. 1–31,

Comput. Robot., vol. 13, no. 1, pp. 11–20, 2020.
15. Y. Salami, Y. Ebazadeh, and V. Khajehvand, “CE-SKE: cost-effective secure key exchange scheme in Fog Federation,” Iran J. Comput. Sci., vol. 4, no. 3, pp. 1–13, 2021.
16. G. Lowe, “Breaking and fixing the Needham-Schroeder public-key protocol using FDR,” in International Workshop on Tools and Algorithms for the Construction and Analysis of Systems, Springer, 1996, pp. 147–166.
17. Y. Salami, V. Khajehvand, and E. Zeinali, “E3C: A Tool for Evaluating Communication and Computation Costs in Authentication and Key Exchange Protocol,” 2022, doi: 10.48550/ARXIV.2212.03308.
18. M. Burrows, K. Kas, and T. Ta, “Wide mouthed frog,” Secur. Protoc. Open Repos. http//www. lsv. ens-cachan. fr/Software/spore/wideMouthedFrog. html, 1989.