Một phương pháp mã hóa mã hóa dữ liệu và mã hóa kênh trên cùng một bước (Crypto-coding) dựa trên mã kênh Turbo cho hệ thống thông tin vô tuyến
5 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.104.2025.34-40Từ khóa:
Mã hóa dữ liệu và mã hóa kênh; Mã Turbo; Khối đâm thủng; BER; Độ phức tạp tính toán.Tóm tắt
Mã hóa dữ liệu và sửa lỗi kênh truyền là hai chức năng quan trọng trong hệ thống bảo mật thông tin vô tuyến. Tuy nhiên, hai chức năng này đang thực hiện độc lập ở hai lớp khác nhau làm tiêu tốn tài nguyên thiết bị. Trong nghiên cứu này, phương pháp mã mật và mã hóa kênh trên cùng một bước (Crypto-coding) được đề xuất để giảm độ phức tạp và cấu trúc phần cứng. Phương pháp crypto-coding này được thực hiện bằng cách sử dụng khóa bí mật để can thiệp khối mã Turbo bị thủng. Khóa bí mật được sinh ra từ các đặc tính kênh truyền vô tuyến đảm bảo được độ ngẫu nhiên theo tiêu chuẩn của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) phiên bản 800-22REV1A. Các mô phỏng được thực hiện qua kênh nhiễu Gauss trắng cộng (AWGN) và kênh Rayleigh. Kết quả mô phỏng và phân tích cho thấy phương pháp mã mật và mã hóa kênh trên cùng một bước đề xuất có hiệu quả cao trong việc cải thiện khả năng sửa lỗi và đạt được độ phức tạp tính toán tương đương mã Turbo truyền thống. Ngoài ra, phương pháp này không yêu cầu phần cứng bổ sung để quản lý và phân phối khóa bí mật.
Tài liệu tham khảo
[1]. D. Van Linh and V. Van Yem, “A turbo-based encryption and coding scheme for multiple-input multiple-output orthogonal frequency division multiplexing wireless communication systems affected by Doppler frequency offset,” IET Commun., (2023), doi: 10.1049/cmu2.12568. DOI: https://doi.org/10.1049/cmu2.12568
[2]. D. Van Linh, V. Van Yem, and H. T. T. Phuong, “Crypto-coding technique based on polar code and secret key generated from wireless channel characteristics for wireless communication systems,” PLoS One, pp. 1–20, (2025), doi: 10.1371/journal.pone.0318110. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0318110
[3]. C. Berrou, A. Glavieux, and P. Thitimajshima, “Near SHANNON limit error-correcting coding and encoding: Turbo-codes,” IEEE Int. Conf. Commun., no. 1, pp. 1064–1070, (1993). DOI: https://doi.org/10.1109/ICC.1993.397441
[4]. D. Kuswanto and A. Rachmad, “Combination Scheme of Aes Encryption and Error Correction Turbo Code for Cryptography of Cloud Storage,” in International Conference on Science and Technology (IICST 2018), no. January, pp. 720–724, (2018), doi: 10.2991/icst-18.2018.146. DOI: https://doi.org/10.2991/icst-18.2018.146
[5]. D. Kuswanto, “Performances Combination Schemes AES-Turbo Code Based-on Keys Length,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 1125, no. 1, p. 012047, (2021). DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1125/1/012047
[6]. T. J. Jeyaprabha and G. Sumathi, “A pragmatic study on hybrid-crypto-coding schemes for secure data access,” J. Internet Technol., vol. 22, no. 2, pp. 371–384, (2021).
[7]. D. Van Linh and V. Van Yem, “A Novel Scheme for Joint Error Control and Dynamic Security Coding Using Puncturing Mechanism,” J. Commun., vol. 17, no. 11, pp. 948–955, (2022), doi: 10.12720/jcm.17.11.948-955. DOI: https://doi.org/10.12720/jcm.17.11.948-955
[8]. T. H. M. Soliman, F. Yang, and S. Ejaz, “A proposed chaotic-switched turbo coding design and its application for half-duplex relay channel,” Discret. Dyn. Nat. Soc., vol. 2015, (2015). DOI: https://doi.org/10.1155/2015/818421
[9]. D. Abbasi-Moghadam and V. T. Vakili, “Enhanced secure error correction code schemes in time reversal UWB systems,” Wirel. Pers. Commun., vol. 64, no. 2, pp. 403–423, (2012), doi: 10.1007/s11277-010-0206-2. DOI: https://doi.org/10.1007/s11277-010-0206-2
[10]. T. H. T. Nguyen and J. P. Barbot, “Joint error control and dynamic security coding,” Int. Conf. Adv. Technol. Commun., pp. 285–290, (2013). DOI: https://doi.org/10.1109/ATC.2013.6698123
[11]. K. S. Arkoudogiannis and C. E. Dimakis, “Performance analysis of the odd-even uniform interleaver for turbo codes,” IET Commun., vol. 13, no. 16, pp. 2469–2477, (2019), doi: 10.1049/iet-com.2018.6250. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-com.2018.6250
[12]. D. Van Linh and V. Van Yem, “Key Generation Technique Based on Channel Characteristics for MIMO-OFDM Wireless Communication Systems,” IEEE Access, vol. 11, no. January, pp. 7309–7319, (2023), doi: 10.1109/ACCESS.2023.3238573. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3238573
[13]. D. Van Linh, H. T. P. Thao, and V. Van Yem, “A Hybrid of Encryption and Error Correction Method for Multiple-Input Multiple-Output Wireless Communication Systems,” Int. J. Commun. Networks Distrib. Syst., vol. 30, no. 1, (2024), doi: 10.1504/ijcnds.2024.10061300. DOI: https://doi.org/10.1504/IJCNDS.2024.141669
