Physical layer security in wireless communication
Data
2023-08-28
Autores
Pereira, Júlia Wotzasek 
Orientadores
Jorge, Grasiele Cristiane
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
Essa dissertação visa analisar o uso de reticulados para modelar métodos de segurança da informação na camada física em comunicações wireless. Em uma comunicação wireless é possível que, além do receptor, um ouvinte indesejado possa ter acesso à mensagem enviada. O objetivo da segurança na camada física é maximizar a confusão de terceiros e impedir que estes sejam capazes de interpretar a mensagem. Shannon estabeleceu, em 1948, que a comunicação eficiente pode ser feita com segurança e confiança em um canal ruidoso.Wyner definiu em seu trabalho publicado em 1975 o canal wiretap (canal com escuta), que é uma boa modelagem para comunicação wireless. Métodos utilizando reticulados para prover a segurança na camada física em um canal wiretap gaussiano são apresentados por Forutan e Fischer (2015), Oggier, Solé e Belfiore (2014), e Nazer and Gastpar (2011). Neste trabalho apresentamos as principais definições de reticulados necessárias. Apresentamos também o processo de comunicação e o canal Gaussiano, além do modelo OSI. Estabelecemos a estrutura da comunicação wireless em canal wiretap com o uso de reticulados. Ilustramos conceitos apresentados por meio de exemplos, além de discutir ataques passivos ao canal, por meio da combinação de métodos proposta por Forutan e Fischer.
This dissertation aims to analyse the use of lattices to model wireless communication using physical layer security methods. In wireless communication, it is possible that, in addition to the receiver, an unwanted listener may have access to the sent message. The physical layer security objective is to maximize the confusion and avoid that others can interpret the message. Shannon establishes, in 1948, that the efficient communication can be done reliably and securely in a noisy channel. Wyner defined in his paper published in 1975 the wiretap channel, which is a model for secure communication. Methods using lattices to provide physical layer security over a Gaussian wiretap channel are presented by Forutan and Fischer (2015), Oggier, Solé and Belfiore (2014), and Nazer and Gastpar (2011). In this work we present the main definitions of lattices. We also present the communication process and the Gaussian channel, and the OSI Model. We establish the wireless communication structure in the wiretap channel using lattices. We illustrate the concepts through a set of examples, and also discuss how to manage passive attacks to the channel, using a combination of methods proposed by Forutan and Fischer.
This dissertation aims to analyse the use of lattices to model wireless communication using physical layer security methods. In wireless communication, it is possible that, in addition to the receiver, an unwanted listener may have access to the sent message. The physical layer security objective is to maximize the confusion and avoid that others can interpret the message. Shannon establishes, in 1948, that the efficient communication can be done reliably and securely in a noisy channel. Wyner defined in his paper published in 1975 the wiretap channel, which is a model for secure communication. Methods using lattices to provide physical layer security over a Gaussian wiretap channel are presented by Forutan and Fischer (2015), Oggier, Solé and Belfiore (2014), and Nazer and Gastpar (2011). In this work we present the main definitions of lattices. We also present the communication process and the Gaussian channel, and the OSI Model. We establish the wireless communication structure in the wiretap channel using lattices. We illustrate the concepts through a set of examples, and also discuss how to manage passive attacks to the channel, using a combination of methods proposed by Forutan and Fischer.