مخطط تشفير معتمد على الشهادات لتأمين أنظمة الحوسبة الطرفية الخاصة المدعومة بالطائرات بدون طيار
Title A Certificate-Based Ring Signcryption Scheme for Securing UAV-Enabled Private Edge Computing Systems
الباحث الرئيس سعد سعيد ناصر القحطاني
الباحثون المشاركون
التخصص: علوم الحاسب
التخصص الدقيق: الامن السيبراني
المستخلص: تدمج الحوسبة الطرفية الخاصة بشكل منظم الوظائف الأوسع للحوسبة السحابية مع المعالجة المحلية. هذا النموذج يلغي الحاجة إلى الطائرات بدون طيار (UAVs) لنقل كميات كبيرة من البيانات إلى سحابة مركزية، مما يقلل أوقات الاستجابة. إن الطبيعة الديناميكية للطائرات بدون طيار واعتمادها على قنوات لاسلكية غير آمنة ومتاحة للعامة تجعل التواصل الآمن بين سحابة طرفية خاصة وطائرة بدون طيار أمرًا صعبًا. لذلك، تتطلب شبكات الطائرات بدون طيار المدعومة بالحوسبة الطرفية الخاصة تدابير أمنية إضافية لحماية الشبكة وبيانات المستخدمين.
يقدم هذا البحث مخطط تشفير دائري معتمد على الشهادات، والذي يخفف من المخاوف الأمنية من خلال استخدام مفهوم تشفير المنحنيات الفائقة (HECC). من خلال دمج التوقيع الرقمي والتشفير في عملية واحدة، يستفيد الأسلوب المقترح من خاصية HECC الأكثر فائدة (القدرة على استخدام مفتاح قصير، مثل 80 بت) مع الحفاظ على نفس مستوى الأمان مثل RSA وECC.
تم التحقق من خصائص الأمان للمخطط المقترح من خلال تنفيذ طريقة تقييم أمان رسمية تعرف بنموذج الأوركل العشوائي (ROM)، بالإضافة إلى تحليل أمني غير رسمي. علاوة على ذلك، يتم تقييم تكاليف الحوسبة والتواصل للمخطط المقترح ومقارنتها بتلك الخاصة بالمخططات الموجودة ذات الصلة.
تظهر تحليلات الأداء والأمان أن المخطط المقترح يعزز من الكفاءة والأمان، مما يجعله حلاً فعالًا لشبكات
Abstract: The evolving paradigm of private edge computing seamlessly incorporates the more extensive
functionalities of cloud computing with localized processing. This paradigm eliminates the requirement
for unmanned aerial vehicles (UAVs) to transmit large volumes of data to a centralized cloud, thereby
reducing response times. UAVs’ dynamic nature and dependency on unsecured and publicly accessible
wireless channels make secure communication between a private edge cloud and a UAV difficult. Therefore,
private edge computing-enabled UAV networks require additional security measures to protect the network
and users’ data. This research article introduces a certificate-based ring signcryption scheme that mitigates
security concerns by utilizing the concept of hyperelliptic curve cryptography (HECC). By combining
digital signature and encryption into a single operation, the proposed method takes advantage of the most
advantageous characteristic of HECC (the ability to use a short key, such as 80 bits) while maintaining the
same level of security as RSA and ECC. The security properties of the proposed scheme are validated by
implementing a formal security evaluation method known as the random oracle model (ROM), in addition to
informal security analysis. Furthermore, the computation and communication costs of the proposed scheme
are evaluated and compared to those of relevant existing schemes. The performance and security analysis
demonstrate that the proposed scheme enhances efficiency and security