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CPGEI (Mestrado): Marco Antônio Chiodi Junior-02/03/16

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 02/03/2016
das 14h30 até 17h30
Onde Sede Central: Sala C-301
Nome do Contato Prof. João Luiz Rebelatto
Participantes Prof. João Luiz Rebelatto, Dr. Orientador - UTFPR
Prof. Richard Demo Souza, Dr. Co-orientador - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. João Luiz Rebelatto, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Evelio Martin Garcia Fernandez, Dr. - UFPR
Prof. Guilherme Luiz Moritz, Dr. - UTFPR
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Embaralhamento de Pacotes e Seleção de Antenas como Alternativa para Aumentar a Segurança em Redes sem Fio

Resumo: Neste trabalho, é proposta a utilização de múltiplas antenas de transmissão juntamente com o embaralhamento de pacotes para aumentar a segurança de uma rede composta por dois nós legítimos (Alice e Bob) e um espião passivo, todos eles providos com múltiplas antenas. Levando em consideração o denominado intervalo de segurança (Security Gap) como métrica de desempenho e assumindo um cenário com desvanecimento quase-estático, foi então analisado (analítica e numericamente) o intervalo de segurança em termos de probabilidade de outage e de taxa de erro de pacotes (usando códigos convolucionais), mostrando que em ambas as situações é possível atingir níveis negativos de intervalo de segurança com um número praticável de antenas transmissoras. Além disso, mostra-se que usando uma aproximação para o intervalo de segurança baseado na probabilidade outage, é possível estimar com precisão o número de antenas em Alice para se atingir um determinado nível de segurança. Também é mostrado que utilizando o esquema de seleção de antena de transmissão juntamente com o método de combinação de razão máxima na recepção (TAS/MRC) com o embaralhamento de pacote, é possível ter os mesmos resultados, ou muito similares, para um caso real utilizando a FER quando comparado com o caso ideal da probabilidade de outage.
Palavras-chave: Segurança em camada física, Intervalo de Segurança, Embaralhamento de Pacotes, TAS/MRC.

Frame Scrambling and Antenna Selection to Increase Wireless Network Security

Abstract: In this work, the use of multiple transmitting antennas with frame scrambling it is proposed to increase the security of a network composed by two legitimate nodes (Alice and Bob) and a passive eavesdropper, all of them provided with multiple antennas. Considering the so-called security gap as the performance metric and assuming a quasi-static fading scenario, it was evaluated (analytically and through numerical results) the security gap based on both the outage probability and the frame error rate (using convolutional codes), showing that, in both situations, it is possible to achieve negative values of security gap with a feasible number of transmitting antennas. Moreover, it is showed that using an approximation to security gap based on outage probability, one can accurately estimate the number of antennas in Alice needed to achieve a given level of security. It is also showed that using TAS/MRC with frame scrambling, it is possible to get the same results, or almost the same, in a real case using FER when it is compared to an ideal case with outage probability.
Keywords: Physical-layer Security, Security Gap, Frame Scrambling, TAS/MRC.

Lista de publicações:

CHIODI JUNIOR, M. A. et al. On the Security Gap of Convolutional-Coded Transmit Antenna Selection Systems. In:XXXIII Simpósio Brasileiro de Telecomunicações 2015(SBrT2015.Juiz de Fora, Brazil: [s.n.], 2015.

CHIODI JUNIOR, M. A. et al. Achieving Negative Security Gap with Transmit Antenna Selection and Frame Scrambling in Quasi-Static Fading Channels.Electronics Letters, v. 51, n. 3,p. 200–202, Fevereiro 2015. ISSN 0013-5194.

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