A comunicação em redes veiculares ad hoc (VANETs) é comumente dividida em dois cenários, chamados veículo-a-veículo (V2V) e veículo-a-infraestrutura (V2I). Objetivando estabelecer uma comunicação segura contra espiões, trabalhos recentes tem proposto a troca de chaves secretas baseado na variação da força do sinal recebido (RSS). Entretanto, o bom desempenho de tal método depende da taxa de variação do canal, sendo mais apropriado a cenários em que o canal varia rapidamente, como geralmente é o caso da comunicação V2V. Já na comunicação V2I, o canal normalmente possui desvanecimento lento. Neste trabalho, é proposta a utilização de múltiplas antenas com o intuito de gerar artificialmente um canal de desvanecimento rápido, permitindo assim a extração de chaves secretas através da RSS em um cenário V2I. Análises numéricas mostram que o modelo proposto pode obter desempenho superior, em termos de taxa de extração de bits secretos, do que o modelo de salto em frequência proposto na literatura. / The communication in vehicular ad hoc networks (VANETs) is commonly divided in two scenarios, namely vehicle-to-vehicle (V2V) and vehicle-to-infrastructure (V2I). Aiming at establishing secure communication against eavesdroppers, recent works have proposed the exchange of secret keys based on the variation in received signal strength (RSS). However, the performance of such scheme depends on the channel variation rate, being more appropriate for scenarios where the channel varies rapidly, as is usually the case with V2V communication. In the communication V2I, the channel commonly undergoes slow fading. In this work we propose the use of multiple antennas in order to artificially generate a fast fading channel so that the extraction of secret keys out of the RSS becomes feasible in a V2I scenario. Numerical analysis shows that the proposed model can outperform, in terms of secret bit extraction rate, a frequency hopping-based method proposed in the literature.

Redes de sensores sem fio geralmente são compostas por dispositivos que demandam qualidade de transmissão, porém com energia limitada. Desta condição, surge a necessidade do estudo da eficiência energética. Neste documento são apresentadas e comparadas algumas técnicas para melhorar a eficiência energética que englobam o uso da diversidade, tais como o uso de múltiplas antenas no transmissor e receptor bem como o uso de comunicação cooperativa, esta última melhor aproveitada quando um canal de retorno está disponível. São abordados dois modelos de comunicação. No primeiro cenário, apenas a camada física é levada em conta em uma rede MIMO cooperativa com múltiplos relays, em que é proposto um algoritmo distribuído iterativo de alocação de potência baseado no algoritmo de Dinkelbach visando a maximização da eficiência energética. Os resultados demonstram que o uso de múltiplas antenas melhora a eficiência energética, mas que dependendo da técnica MIMO utilizada, o número de relays e o número de antenas podem levar a efeitos diferentes em termos de eficiência energética. Em seguida, é apresentado um cenário que envolve a camada física e a camada de controle de acesso ao meio (MAC), no qual propõe-se um protocolo MAC cooperativo distribuído. Neste caso, além da energia utilizada para transmitir os pacotes de dados, também é analisado o atraso e o consumo para acessar o canal. Pelos resultados obtidos, notase que as técnicas MIMO aumentam a eficiência energética em relação ao caso SISO, das quais pode-se destacar a seleção de antenas. Além disso, outros parâmetros, tais como densidade de nós, eficiência espectral, número de antenas e distância entre nós, são analisados em termos de eficiência energética. / Wireless sensor networks are usually composed of devices that require transmission quality, but with limited energy. From this condition arises the necessity of the energy efficiency study. In this document, we present and compare some techniques to improve the energy efficiency, which include the use of diversity, such as the use of multiple antennas in the transmitter and receiver as well as the use of cooperative communication. The latter has better results when a feedback channel is available. We cover two communication scenarios. In the first scenario, only the physical layer is taken into account in a MIMO cooperative network with multiple relays, where we propose a power allocation distributed iterative algorithm based on the Dinkelbach’s algorithm aiming at the energy efficiency maximization. The results show that the use of multiple antennas improve the energy efficiency, but depending on the used MIMO transmission scheme, the number of relays and the number of antennas can lead to different effects with respect to the energy efficiency. In the following, we present a scenario that contains a cross-layer analysis encompassing physical and medim access control (MAC) layers in a cooperative MIMO network, where we propose a distributed cooperative MAC protocol. In this case, besides the energy used to transmit thte data packets, we also analyze the delay and energy consumption to access the channel. Results show that the MIMO techniques improve the energy efficiency when we compare to SISO, especially when employing antenna selection techniques. In addition, other parameters, such as node density, spectral efficiency, number of antennas and distance between nodes, are analyzed with respect to the energy efficiency.

Investiga-se a eficiência energética e o throughput seguros em sistemas de comunicações sem fio cooperativos, em que um par de usuários legítimos (Alice e Bob) são auxiliados por um nó relay e em que a comunicação ocorre na presença de um espião passivo (Eve). Diversos protocolos cooperativos são comparados em relação a estas medidas e se utiliza um algoritmo iterativo e distribuído, baseado no algoritmo Dinkelbach, para alocação de potência entre Alice e o relay. A alocação de potência é utilizada visando maximizar a eficiência energética segura, medida em bits seguros/J/Hz, ou o throughput seguro, medido em bits seguros/s/Hz. Em relação aos protocolos, consideramos o caso onde Alice tem conhecimento perfeito do estado instantâneo do canal apenas em relação aos usuários legítimos. Desta forma, empregamos o protocolo Decode-and-Forward Seletivo (SDF), que realiza a escolha entre o melhor tipo de comunicação entre Alice e Bob (comunicação direta ou cooperativa) de forma a aumentar a segurança do sistema. Para comparação, consideramos outros esquemas clássicos de cooperação como o Amplify-and-Forward (AF), Decode-and-Forward Fixo (DF) e o Cooperative Jamming (CJ). Nossos resultados demostram que o SDF supera o AF, o DF e o CJ em grande parte das situações. Contudo, quando a taxa de transmissão aumenta ou quando Eve está muito próxima aos nós legítimos, o CJ apresenta um melhor desempenho. / We investigate the secure energy efficiency and throughput in cooperative wireless communications systems, in which a pair of legitimate users (Alice and Bob) are assisted by a relay node and the communication occurs in the presence of a passive eavesdropper (Eve). Several cooperative protocols are compared with respect to these measures and we use of an iterative and distributed algorithm, based on Dinkelbach algorithm, to allocate power between Alice and the relay. The power allocation is performed in order to increase the secure energy efficiency, measured in secure bits/J/Hz, or secure throughput, measured in secure bits/s/Hz. About the protocols, we consider the case where Alice has perfect knowledge only about the instantaneous channel state of the legitimate channel. So, we employ a Selective Decode-and-Forward (SDF) protocol, which chooses the best type of communication between Alice and Bob (direct or cooperative communication) in order to improve security. For comparison, we consider other classical cooperative schemes such as the Amplify-and-Forward (AF), the Fixed Decode-and-Forward (DF) and the Cooperative Jamming (CJ). Our results show that SDF outperforms AF, DF and CJ in most situations. However, when the transmit rate increases or when Eve is close to the legitimate nodes, CJ has a better performance.

A comunicação em redes veiculares ad hoc (VANETs) é comumente dividida em dois cenários, chamados veículo-a-veículo (V2V) e veículo-a-infraestrutura (V2I). Objetivando estabelecer uma comunicação segura contra espiões, trabalhos recentes tem proposto a troca de chaves secretas baseado na variação da força do sinal recebido (RSS). Entretanto, o bom desempenho de tal método depende da taxa de variação do canal, sendo mais apropriado a cenários em que o canal varia rapidamente, como geralmente é o caso da comunicação V2V. Já na comunicação V2I, o canal normalmente possui desvanecimento lento. Neste trabalho, é proposta a utilização de múltiplas antenas com o intuito de gerar artificialmente um canal de desvanecimento rápido, permitindo assim a extração de chaves secretas através da RSS em um cenário V2I. Análises numéricas mostram que o modelo proposto pode obter desempenho superior, em termos de taxa de extração de bits secretos, do que o modelo de salto em frequência proposto na literatura. / The communication in vehicular ad hoc networks (VANETs) is commonly divided in two scenarios, namely vehicle-to-vehicle (V2V) and vehicle-to-infrastructure (V2I). Aiming at establishing secure communication against eavesdroppers, recent works have proposed the exchange of secret keys based on the variation in received signal strength (RSS). However, the performance of such scheme depends on the channel variation rate, being more appropriate for scenarios where the channel varies rapidly, as is usually the case with V2V communication. In the communication V2I, the channel commonly undergoes slow fading. In this work we propose the use of multiple antennas in order to artificially generate a fast fading channel so that the extraction of secret keys out of the RSS becomes feasible in a V2I scenario. Numerical analysis shows that the proposed model can outperform, in terms of secret bit extraction rate, a frequency hopping-based method proposed in the literature.

Redes de sensores sem fio geralmente são compostas por dispositivos que demandam qualidade de transmissão, porém com energia limitada. Desta condição, surge a necessidade do estudo da eficiência energética. Neste documento são apresentadas e comparadas algumas técnicas para melhorar a eficiência energética que englobam o uso da diversidade, tais como o uso de múltiplas antenas no transmissor e receptor bem como o uso de comunicação cooperativa, esta última melhor aproveitada quando um canal de retorno está disponível. São abordados dois modelos de comunicação. No primeiro cenário, apenas a camada física é levada em conta em uma rede MIMO cooperativa com múltiplos relays, em que é proposto um algoritmo distribuído iterativo de alocação de potência baseado no algoritmo de Dinkelbach visando a maximização da eficiência energética. Os resultados demonstram que o uso de múltiplas antenas melhora a eficiência energética, mas que dependendo da técnica MIMO utilizada, o número de relays e o número de antenas podem levar a efeitos diferentes em termos de eficiência energética. Em seguida, é apresentado um cenário que envolve a camada física e a camada de controle de acesso ao meio (MAC), no qual propõe-se um protocolo MAC cooperativo distribuído. Neste caso, além da energia utilizada para transmitir os pacotes de dados, também é analisado o atraso e o consumo para acessar o canal. Pelos resultados obtidos, notase que as técnicas MIMO aumentam a eficiência energética em relação ao caso SISO, das quais pode-se destacar a seleção de antenas. Além disso, outros parâmetros, tais como densidade de nós, eficiência espectral, número de antenas e distância entre nós, são analisados em termos de eficiência energética. / Wireless sensor networks are usually composed of devices that require transmission quality, but with limited energy. From this condition arises the necessity of the energy efficiency study. In this document, we present and compare some techniques to improve the energy efficiency, which include the use of diversity, such as the use of multiple antennas in the transmitter and receiver as well as the use of cooperative communication. The latter has better results when a feedback channel is available. We cover two communication scenarios. In the first scenario, only the physical layer is taken into account in a MIMO cooperative network with multiple relays, where we propose a power allocation distributed iterative algorithm based on the Dinkelbach’s algorithm aiming at the energy efficiency maximization. The results show that the use of multiple antennas improve the energy efficiency, but depending on the used MIMO transmission scheme, the number of relays and the number of antennas can lead to different effects with respect to the energy efficiency. In the following, we present a scenario that contains a cross-layer analysis encompassing physical and medim access control (MAC) layers in a cooperative MIMO network, where we propose a distributed cooperative MAC protocol. In this case, besides the energy used to transmit thte data packets, we also analyze the delay and energy consumption to access the channel. Results show that the MIMO techniques improve the energy efficiency when we compare to SISO, especially when employing antenna selection techniques. In addition, other parameters, such as node density, spectral efficiency, number of antennas and distance between nodes, are analyzed with respect to the energy efficiency.

This dissertation describes the impact of using asymmetric encryption algorithms, with emphasis on algorithms RSA, ECC and MQQ in scenarios VANET (Vehicular Ad hoc Network). In the research were investigated some simulators as GrooveNet, VANET / DSRC, VANET / CRL Epidemic, NS-2, trans, NCTUns / EstiNET, SUMO, VanetMobiSim and ns-3, suitable for VANET. The algorithms have been implemented in C and inserted into the ns-3, where the simple scenarios created a network VANET. The results showed that it is possible to add protocol-layer security services of vehicular networks (1609.2), these asymmetric algorithms and obtain secure communication between nodes in the VANET. / Esta dissertação de mestrado descreve o impacto de usar algoritmos assimétricos de criptografia, dando ênfase aos algoritmos RSA, ECC e MQQ em cenários de VANET (Vehicular Ad hoc Network). Na pesquisa foram investigados alguns simuladores como GrooveNet, VANET/DSRC, VANET/Epidemic CRL, NS-2, TraNS, NCTUns/EstiNET, SUMO, VanetMobiSim e ns-3, próprio para VANET. Os algoritmos foram implementados em C e inseridos no ns-3, onde se criam cenários simples de uma rede VANET. Os resultados obtidos permitem concluir que é possível agregar ao protocolo, na camada de serviços de segurança das redes veiculares (1609.2), esses algoritmos assimétricos e obter comunicação segura entre os nós da VANET.

Orientador: Shusaburo Motoyama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T08:13:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bassi_TaniaAidaGarcia_M.pdf: 1045495 bytes, checksum: a7f5a1d48c5810466fa34b39df1b4d0b (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste estudo, o desempenho do enlace direto do sistema I xEV -DV é analisado através de simulações e o tempo médio de atraso dos pacotes. a vazão de dados e a utilização de enlace são avaliados em função do carregamento de tráfego do sistema. Para a realização das simulações foi desenvolvido. na ferramenta de software /v/atlab, um modelo que representa o processamento e escalonamento da estação rádIo base do sistema IxEV-DV. antes da transmissão na interface aérea. bem como os modelos baseados em tráfego real de dados WAP, HTTP e FTP. O enlace direto do sistema I xEV -DV é analisado em cenários que consideram o escalonamento FIFO e o escalonamento baseado em prioridade de taxas, mostrando a redução do tempo médio de atraso dos pacotes no sistema com prioridade. Além disto. é possível verificar e quantificar a eficiência da 1111plementação da multiplexação por divisão em código (COM) além da multiplexação por divisão no tempo (TOM) no enlace direto. Os resultados do sistema 1 xEV -DV com tráfego W AP, HTTP e FTP são também comparados aos resultados obtidos com tráfego poissoniano, mostrando as diferenças e a importância da utilização de modelos de tráfego de dados reais / Abstract: In this study, the forward link performance 01' the I xEV -DV system is analyzed through simulations. and the average packet delay, the data throughput and the link utilization are evaluated in function of the system traffic load. For the simulations, it was developed in Matlab software tool, a model that represents the I xEV -DV radio base station processing and scheduling, before the aerial interfaee transmission. and the mode1s based in real data traffic WAP, HTTP and FTP. The forward link 01' the I xEV -DV system is analyzed in scenarios that consider FIFO scheduling and data rate priority scheduling, showing the average packet delay reduction in the system with priority. Besides, it is possible to verify and quantify the efficiency of the code division multiplexing (CDM) implementation besides the time division muItiplexing (TDM) in the forward link. The results of IxEV-OV system with WAP, HTTP and FTP traffic are also compared with the results obtained with Poisson traffic, showing the differences and the importance of the real data traffic models utilization / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

In recent years, middleware for mobile social network has attracted the attention of academia, causing the design and development of various approaches by researchers. This type of middleware facilitates and makes more efficient the development process of mobile social networking applications. Furthermore, middleware solutions also abstract the communication process with others applications, allowing the acquisition, persistence and reuse of social context information and location of users, besides providing API so that developers can access this information quickly and build new social applications. With a view to supporting this new trend of research, this thesis proposes a middleware for mobile social networking, called My-Direct, which makes use of Wi-Fi Direct technology together with the Bluetooth, aiming to provide flexible communication between the nodes of the mobile social network. Along with My-Direct also was be created a mechanism for user privacy based on information available on mobile device, so that the execution of social activities occurs just between partners with some degree of affinity. / Nos últimos anos, o tema middleware para redes sociais móveis têm atraído a atenção do meio acadêmico, causando o projeto e desenvolvimento de diversas soluções por parte dos pesquisadores. Esse tipo de middleware facilita e torna mais eficiente o pro­cesso de desenvolvimento de aplicações de redes sociais para o ambiente móvel. Além disso, essas soluções de middleware também abstraem o processo de comunicação entre parceiros e permitem a aquisição, persistência e reuso de informações de contexto social e de localização do usuário, além de disponibilizarem API para que os desenvolvedores possam acessar essas informações rapidamente e construir novas aplicações sociais Tendo em vista colaborar para esta nova tendência de pesquisa, esta dissertação propõe uma arquitetura de middleware para redes sociais móveis chamada de My-Direct que faz uso da tecnologia Wi-Fi Direct em conjunto com o Bluetooth, visando proporci­onar comunicação flexível entre os nós da rede social móvel. Junto ao My-Direct, tam­bém foi criado um mecanismo de privacidade para o usuário baseado em informações disponíveis no dispositivo móvel, de forma que a execução de atividades sociais ocorra apenas entre parceiros com algum grau de afinidade.

Orientadores: Mauricio Ferreira Magalhães, Fabio Luciano Verdi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T14:41:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wong_Walter_M.pdf: 1265045 bytes, checksum: 15a2435e5676b973ffe726e4757323e4 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A concepção original da arquitetura da Internet foi baseada em uma rede fixa e confiável. Hoje em dia, a Internet se tornou dinâmica e vulnerável aos ataques de segurança. Também não era prevista a necessidade de integração de tecnologias heterogêneas nem de ambientes sem fio. A arquitetura atual apresenta uma série de barreiras técnicas para prover estes serviços, sendo uma das maiores a sobrecarga semântica do Internet Protocol (IP). O endereço IP atua como localizador na camada de rede e como identificador na camada de transporte, impossibilitando novas funcionalidades como a mobilidade e abrindo brechas de segurança. Este trabalho apresenta uma proposta de implementação de uma arquitetura para Internet de nova geração para o provisionamento de novos serviços de forma natural e integrada para a Internet atual. A proposta de arquitetura de implementação oferece suporte à mobilidade, ao multihoming, à segurança, à integração de redes heterogêneas e às aplicações legadas através da introdução de uma nova camada de identificação na arquitetura atual. Esta nova camada tem por objetivo separar a identidade da localização e se tornar uma opção de comunicação para as redes heterogêneas. Mecanismos adicionais foram propostos para prover o suporte às funcionalidades da arquitetura, tais como a resolução de nomes em identificadores, o roteamento baseado no identificador, a gerência de localização e um plano de controle para a troca de mensagens de sinalização fim-a-fim entre os componentes da arquitetura. Para a validação da arquitetura proposta, um protótipo foi implementado e vários testes de desempenho foram realizados para avaliação do overhead da implementação, do modelo de segurança, da robustez e do suporte à mobilidade e às aplicações legadas / Abstract: The original concept of the Internet architecture was based on static and reliable networks. Nowadays, the Internet became more dynamic and vulnerable to security attacks. The integration of heterogeneous technologies and wireless environment were not predicted. The current architecture presents some technical barriers to provide these services. One of these problems is the semantic overload of the Internet Protocol (IP). The IP address acts as locator in the network layer and identifier in the transport layer, preventing new features such as mobility and allowing security flaws. This work presents an implementation proposal of a next generation Internet architecture to provide new services naturally integrated to the Internet. The implementation proposal supports mobility, multihoming, security, heterogeneous networks integration and legacy applications by the introduction of a new identification layer in the current architecture. This new layer will separate the identity from the location and become an option for communication between heterogeneous networks. Additional mechanisms were proposed to support the new functionalities of the architecture, e.g., resolution of names to identifiers, identifier-based routing, location management and a control plane to exchange end-toend signalling control messages between the components of the architecture. In order to evaluate the proposed architecture, a prototype was implemented and some tests were performed considering implementation overhead, security model, robustness and support for mobility and legacy applications / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Eleri Cardozo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:04:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_WanderEuclidesCarneiroPimentel_M.pdf: 357644 bytes, checksum: 6f95a222f32c2fedcd60b534ac8c8f8d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho apresenta uma infra-estrutura para auxílio ao desenvolvimento de software baseado em componentes para dispositivos móveis com baixo poder de processamento e armazenamento. Esta infra-estrutura baseia-se em um modelo de componentes neutro em termos de tecnologia e especificado inteiramente em UML (Unified Modeling Language). A plataforma utiliza Web Services para comunicação síncrona entre os componentes. Um Serviço de Notificação baseado em documentos XML (Extensible Markup Language) foi desenvolvido para suporte a notificação assíncrona entre componentes. Um exemplo de aplicação na área de gerência de redes ilustra as funcionalidades da infra-estrutura / Abstract: This work presents an infrastructure for supporting component-based software development for mobile devices with limited resources regarding processing power and storage. This infrastructure is based on a neutral component model in terms of technology and specified entirely in UML (Unified Modeling Language). The platform employs Web Services for synchronous communication between components. A Notification Service based on XML (Extensible Markup Language) documents was developed in order to support asynchronous communication among the components. An example of application in the field of network management illustrates the functionalities of the infrastructure / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica