مقابله هوشمند با حملات و اخلال‌هاي عمدي راديوشناسه و سيگنال هاي راديويي

دكترا

امروزه شناسايي خودكار، رديابي و جمع‌آوري داده از طريق امواج راديويي، بدون نياز به تماس و دخالت انسان در بسياري از عرصه هاي تجاري، حمل و نقل و امنيتي گسترش يافته است. در سيستم حمل ونقل ريلي استفاده از فناوري شناسايي و رديابي ناوگان پرسرعت ريلي بر اساس امواج راديويي (راديوشناسه( رو به گسترش است. اين فناوري براي مديريت كنترل تردد ناوگان ريلي پرسرعت، تعيين موقعيت واگن ها در شبكه ريلي و حذف خطاي انساني بكار گرفته شده است. تجهيزات رديابي راديويي در بين يا كنار ريل قطارهاي پرسرعت نصب مي شود تا ناوگان ريلي با عبور از محدوده آنها اطلاعات مكاني و ضروري را به صورت بيسيم دريافت نمايند. اين فناوري قابليت رديابي قطارهاي پرسرعت تا 500 km/h را دارا مي باشد، اما اين فناوري در ناوگان ريلي با چالش هاي امنيتي روبروست كه در اين رساله به تشريح حملات ممكن بر اين سامانه پرداخته مي شود و درنهايت راهكارهايي ارائه مي كند تا سامانه حمل و نقل ريلي پرسرعت در مقابل فعاليت هاي سايبر تروريسم مصون باشد. حمله گر ميتواند با جمينگ، باعث عدم دريافت پيام هاي موقعيت يابي و ترافيكي توسط قطار شود و با انتشار سيگنال جعلي، سيستم هدايت خوكار قطار پرسرعت را گمراه نمايد و منجر به حادثه شود. در اين رساله الگوريتمي مبتني بر احراز هويت، اصالت، مهرزماني، نشانه گذاري و سازوكار چالش-پاسخ ارائه شده تا سامانه سيگنال دهي كنترل تردد، امن گردد. باليس(Balise) به معناي برچسب راديوشناسه بيانگر سيستم هايي است كه از امواج راديويي به منظور رديابي و انتقال اطلاعات مربوط به ناوگان و مسير ريلي استفاده مي كنند. در اين پژوهش به دليل نقص امنيتي در سيستم كنترل قطار مبتني بر راديوشناسه، رويكردي مبتني بر هوش مصنوعي ارائه گرديد تا سامانه هدايت و ناوبري قطار بتواند هر نوع ناهنجاري در ورودي هاي كامپيوتر هدايت شناسايي نمايد. الگوريتمي هوشمند مبتني بر الگوريتم شبكه عصبي، ماشين بردار پشتيبان و شبكه فازي- عصبي براي تشخيص حملات شناخته شده و ناشناخته راديوشناسه پيشنهاد شده است و بعد از تشخيص ناهنجاري يك سامانه مبتني بر منطق فازي براي مقابله با تهديدات، واكنش مناسب با توجه به شرايط صورت مي پذيرد. در اين رساله پروتكل تلفيقي مبتني بر چالش-پاسخ ارائه شده كه در مقابل اكثر حملات شناخته شده موجود مقاوم مي باشد. پروتكل پيشنهادي جهت افزايش امنيت و كاهش هزينه ها با نرم افزار بررسي پروتكل هاي امنيتي اسكايتر تحليل شده است. تحليل امنيتي و بررسي نتايج شبيه سازي نشان دهنده بهبودهاي قابل توجهي در كارايي پروتكل ايجاد شده است. با وجود بهبود امنيت سامانه مبتني بر باليس، رويكردي ميتني بر طيف گسترده جهت افزايش امنيت در ارتباط برچسب باليس در مقابل حملات جمينگ صورت گرفته است. اين رويكرد با مدولاسيون طيف گسترده با توالي مستقيم سامانه در مقابل جمينگ ايمن مي نمايد. نتايج شبيه سازي الگوريتم هوش مصنوعي در مقابله با حملات نشان مي دهد كه 92 درصد توانايي صحت در تشخيص حملات و 91 درصد دقت در تشخيص اصالت راديوشناسه را نشان مي دهد.

212171

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق

دكتر فلاحتي