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Security issues in visible light communication systems

讀後感:

  • 今天讀了《Security issues in visible light communication systems》,文章針對通訊安全做出瞭如下研究:

  • 傳送端:分為兩種——red-green-blue (RGB) emitters和blue-LED。不同型別和形式的LED應用在不同的環境中:高功率的LED或者LED燈組應用在室內照明,低功率的裝置應用在小型電話或者其他移動設施裡。

  • 接收端:把傳送過來的光接收和收集到一個檢測元件裝置上。生成的光電流通過D/A電路放大,因為現如今的技術實現充足的檢測元件靈敏度,所以達到需求頻寬不是一個問題(傳輸通道的損失和光的色散是主要的因素)。在IM/DD系統中,光電探測器產生一個與入射波強度相稱的波形:探測器相當於一個方波產生器。

  • 傳輸通道:傳輸通道根據環境的不同分為六種情況,最普遍的是Kahn and Barry提出的IR通道。傳輸通道需要在傳送端和接收端有直接的或者間接的視野。定向性的程度是決定通道型別的第二類因素,它取決於光束角的資源和檢測器的視野區域。通常,在所有情況下,傳輸路徑是由傳送端到接收端的所有視線角路徑所組成,一個擴散通道是由各種表面所反射的光資源所組成。這兩部分的結合就決定了總功率的接收。
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  • 我們可以考慮三種VLC的分類:基礎設施、固定的。移動的。以下是他們的特徵:
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  • 我們考慮四個基本的VLC通訊安全方面,命名為:是關於基礎設施和固定或移動VLC裝置的有價值的,保密的,真實性和完整性方面。我們考慮的威脅有可能是:干擾、窺探、資料修正。每個威脅應該對所有裝置被分別考慮到。我們直觀地知道,例如對比移動端到移動端的通訊,基礎設施到移動端的通訊很容易被偷聽,但是,與每個通訊計劃相關聯的某種風險評估應該能夠為我們提供關於最高威脅級別領域的答案。
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  • 展示了定性的估計:領域、功率和每個通訊裝置的輻射角。

  • 在物理層的安全:一個光通訊通道是泊松通道模型,輸入端是非負波,輸出端是不同種類的泊松過程。在MAC模型中,有K個獨立的輸入和一個輸出。通道的輸出是K個單個輸出通道的疊加。

  • 在MAC級別的安全:IEEE標準802.15.7定義了由MAC子層在更高協議級別要求時執行的安全機制。最近的IEEE標準假定了資料的真實性和保密性應該由密碼的方式提供,但是這些裝置的實施不應該不必要的複雜和消費太多計算資源。IEEE標準802.15.7標準的密碼機制是對稱金鑰加密和使用由更高層提供的金鑰。金鑰框架的保護是指在兩個同等裝置之間或者一堆裝置之間使用金鑰分享,因此,在金鑰儲存和金鑰維護成本與所提供的加密保護之間允許一些靈活性和特定於應用程式的權衡。

  • 結論:VLC的安全方面還有很長的路要走。在這個領域的最近的研究最主要集中在實現更高的傳輸速率(新型的MIMO調製系統)。站在我們的觀點,與其他無線網路技術一樣,VLC本身也存在著安全問題。VLC裝置特別容易出現數據安全危險。最新的IEEE標準802.15.7標準沒有提供充足的MAC級別阻礙物理級別危險的保護。進一步的研究需要去分析和提升最近的VLC技術指導通道等級的安全也要考慮。