PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG bảo mật THÔNG TIN ở lớp vật lý TRONG THÔNG TIN vô TUYẾN (có code)

PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG bảo mật THÔNG TIN ở lớp vật lý TRONG THÔNG TIN vô TUYẾN (có code)

PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG BẢO MẬT THÔNG TIN Ở LỚP VẬT LÝ TRONG THÔNG TIN VÔ

TUYẾN

CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT VỀ BẢO MẬT LỚP VẬT LÝ.

1.1 Tổng quan về bảo mật lớp vật lý

Công nghệ ngày càng phát triển, kèm theo.đó là các phương tiện thông tintruyền thông và chúng được.chia thành 2 loại, đó là thông tin không dây gọi là vôtuyến và thông tin có dây gọi là hữu tuyến Trong đó mạng thông tin vô tuyến là đạidiện phần lớn cho cuộc sống loài người thời nay

Hàng ngày, con người.trao đổi, chia sẽ thông tin với nhau bằng vô số hình thứcthông qua các thiế bị công nghệ ngày càng được cải tiến và đổi mới như điện thoạithông minh, máy tính bảng, máy tính cá nhân…

Nhu cầu càng cao, đáp ứng những nhu cầu đó còn cao hơn, đòi hỏi các nhà sảnxuất, nhà mạng luôn luôn phải cập nhật những gì tốt nhất cho người sử dụng Trong

đó có thông tin bảo mật, một trong những khìa cạnh quan trọng trong tất cả mọi lĩnhvực, từ bí mật quốc gia, an toàn quốc phòng, tài chính hay bắt đầu từ điểm nhỏ nhất

là bật mật cho người sử dụng bởi đi kèm theo sự phát triển của công nghệ theohướng tích cực thì tiêu cực cũng đồng thời được cải tiến từng ngày

Ở mạng vô tuyến ngày nay, các hệ thống đều có phương pháp bảo mật riêngcủa nó, với các thuật toán phức tạp, tuy nhiên vẫn chưa có phương pháp nào thực sựhiểu quả

Từ đó, bảo mật lớp vật lý đã ra đời, hiện nay chủ đề này đã và đang đượcnghiên cứu một cách nghiêm túc về khả năng truyền đạt, tải dữ liệu giữa phía thu và

phía phát

Các nền tảng lý thuyết trong.đề tài này bao gồm:

- Không chỉ nhà sản xuất, nhà mạng mà những kẻ xấu cũng có thể trang bịcác thiết bị đủ mạnh để thực hiện các phép toàn phức tạp lần về thời gianlẫn dung lượng

- Bộ thu và nghe lén ngày nay.có thể thu được các tin hiệu tương tự gần nhưchính xác

Vì vậy, bởi tính bảo mật gần như tuyệt đối, độ phức tạp cũng như độ trễ thấp thìtính khả thi ở lớp vật lý nên ta có thể nâng cao mức độ tổng thể về an toàn dữ liệu thông tin.

1.2 Kênh truyền, đặc tính kênh, giới thiệu kênh fading Rayleigh, Rician

1.2.1 Khái niệm kênh truyền

Chất.lượng của bất kỳ hệ.thống thông.tin nào cũng phụ thuộc vào môi trường truyền

Kênh truyền.là môi trường truyền dẫn giữa.phía phát và phía thu Môitrường.này có thể là hữu tuyến.hay vô tuyến

Kênh truyền vô tuyến có thể.biến đổi từ đơn giản đến phức tạp và có ảnh hưởngtương đối đến chất lượng.đường truyền trong truyền tín hiệu

1.2.2 Đặc tính kênh truyền

Có nhiều loại kênh.truyền, có thể hữu tuyến hoặc vô.tuyến như đã để cập Đốivới kênh truyền.vô tuyến, sự thay đổi trạng thái của kênh truyền có thể diễn ra trongthời gian rất ngắn Điều này khiến.cho việc truyền tín hiệu.trong môi trường nhưvậy trở nên khó khăn Có nhiều môi trường truyền sóng như vùng đô thị, ngoại ô,trong nhà với.những đặc trưng khác nhau Sự lan.truyền chịu ảnh hưởng bởi cácchướng ngại vật như các tòa nhà, núi

Trong một.kênh truyền lý tưởng tín hiệu.thu được chỉ bao gồm tín hiệu đến trựctiếp và sẽ là bản thu hoàn hảo của.tín hiệu khác Tuy nhiên, trong một kênh.thực tếtín hiệu bị thay đổi trong suốt quá trình truyền, tín hiệu thu được sẽ là tổng hợp củacác thành.phần bị suy giảm, thành phần.phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ và của các tínhiệu khác Quan trọng nhất.là kênh truyền sẽ cộng nhiễu.vào.tín hiệu và có thể.gây

ra sự dịch tần số sóng.mang nếu máy phát hoặc máy.thu duy chuyển (hiệu ứngDoppler) Chất lượng.của hệ thống vô tuyến phụ.thuộc.vào các đặc tính.kênhtruyền Do đó, hiểu biết về các ảnh hưởng.của kênh truyền lên tín hiệu là vấn đềquan trọng

Trong thông.tin vô tuyến, các đặc tính kênh.kênh vô tuyến có tầm ảnh.hưởngquan trọng tương đối lớn, vì chúng.tác động trực tiếp lên chất lượng truyền dẫn vàdung.lượng.đường truyền

Có thể phân.các kênh vô tuyến thành hai loại: fading phạm vi rộng và fadingphạm vi hẹp Các.mô hình truyền thống.đánh giá công suất trung bình thu được tạicác.khoảng cách cho trước.so với máy phát Fading trong.trường hợp này.gây ra dotruyền sóng đa đường.

Sóng lan.truyền trong môi trường có thể.truyền theo hướng.trực tiếp, nhưngcũng có thể bị phản xạ.lại khi gặp các vật.cản.lớn như các tòa nhà, nhiễu xạ khigặp.các vật có góc.cạnh chắn, hoặc.tán xạ khi.gặp phải cây cối Dọc môi.trườngtruyền sóng có thể gặp các vấn đề.như vậy, sóng lan truyền được mô.tả bằng cáchiện tượng như suy hao (path loss), bóng mờ (shadowing) và đa.đường (mutipath).Các hiện.tượng này tuân theo.những nguyên tắc.vật lý khác nhau mà khi.mô hìnhhóa cần phải quan tâm

Các kênh vô tuyến là các kênh truyền mang tính.ngẫu nhiên, nó có thể thay đổi.từcác đường truyền thẳng đến.các đường bị che chắn.nghiêm trọng đối với.các vịtrí.khác nhau Trong không gian, một kênh có.các đặc trưng khác nhau.tại khác.vịtrí.khác nhau

1.2.3 Giới thiệu kênh fading Rayleigh, Rician

1.1.1.1 Kênh truyền Rayleigh

Khi môi trường có nhiều thành phần tán xạ, nhiễu xạ, phản xạ do bầu khí quyểnhoặc vật chắn, ta có.thể dùng mô hình Rayleigh Với hai biến Gauss ngẫu nhiên cótrung bình.bằng không và variance.là σ2 thì Z =√X2+Y2 có phân bố.Rayleigh và Z2

có phân.bố.hàm mũ Nếu r l và r Q đều.là biến ngẫu nhiên Gauss.với trung bình bằngkhông.và.phương sai.là σ2, ta có:

1.1.1.2 Kênh truyền Rician

Rician fading là kết.quả của sự kết hợp hiện tượng đa đường và đường truyềntrực tiếp LOS (Light of Sight) Tín hiệu LOS tạo thêm.một thành phần biết trướctrong tín.hiệu đa đường

Hàm phân bố xác suất Rician.như sau:

p z ( z )= z

σ2exp¿ ¿

Trong đó 2 σ2 là công suất trung bình của.thành phần không chứa đường trựctiếp LOS (Light of Sight) và s2 là công suất.của.thành phần đường.trực tiếp.I0(.) làhàm Bessel.bậc không

Công suất trung bình nhận đượctrong kênh Rician fading là:

1.3 Thông tin, bản chất và định lượng thông tin

1.1.1 Thông tin, bản chất thông tin

Ngày nay trong đời.sống hàng ngày, ở đâu ta cũng nghe.người ta nói tới.thôngtin: thông tin là nguồn lực.của sự phát triển, chúng ta đang sống trong.thời đại thôngtin, một nền công.nghiệp thông tin

Thông tin là một khái niệm khoa.học cũng là khái niệm.trung tâm của xã hộitrong thời đại ngày nay Mọi quan hệ.hoạt động của con người đều dựa trên mộthình thức trao đổi thông tin.nào đó mọi tri thức đều bắt nguồn bằng một thông.tin vềnhững điều đã diễn ra, về những cái người ta.đã biết, đã nói, đã làm Và điều đóluôn xác định bản chất và.chất lượng của những mối quan hệ của.con người

Vậy thông.tin là gì ?

Có rất nhiều cách.hiệu về thông tin Thậm chí ngay.các từ điển cũng không thể

có một định nghĩa thống nhất Ví dụ từ điển Oxford.English Dictionary thì cho rằngthông tin là “ điều mà người ta đánh giá.hoặc nói đến, là tri thức, tin.tức ” theo từđiển khác thì đơn giản.đồng nhất thông tin.với kiến thức: “thông tin là điều.người tabiết” hoặc “thông tin là sự.chuyển giao tri thức làm.tăng thêm sự hiểu biết.của conngười”

Nguyên nhân.của sự khác nhau trong.việc sử dụng thuật ngữ.này chính là dothông tin không thể cầm nắm hay.sờ được Người ta bắt gặp thông.tin chỉ trong quátrình hoạt động, thông qua các tác động.trừu tượng của nó

Theo nghĩa thông thường: thông tin là tất cả các sự việc, sự kiện, ý tưởng, phánđoán là tăng thêm.sự hiểu biết của con người Thông tin hình.thành trong quá trìnhgiao tiếp: một người có thể nhận được thông.tin.trực tiếp từ người khác thông quacác phương tiện thông.tin.đại chúng, từ ngân hàng dữ liệu, hoặc từ tất cả các hiệntượng quan sát.được trong môi trường xung quanh

Trên quan điểm.triết học: thông tin là sự phản ánh của tự.nhiên.và xã hội (thếgiới vật chất) bằng ngôn.từ, ký hiệu, hình ảnh…hay nói rộng hơn bằng tất cả cácphương tiện tác động lên.giác quan của con người

Trong cuộc.sống con người, nhu cầu thông.tin là.một.nhu.cầu rất cơ bản Nhucầu đó không ngừng.tăng lên cùng với sự tăng.các mối quan hệ trong xã hội Mỗi

người sử dụng thông.tin.lại tạo ra thông tin mới Các thông tin.đó lại được truyềncho người khác trong.quá trình thảo luận, truyền đạt mệnh lênh, trong thư từ và tàiliệu, hoặc qua các phương tiện truyền thông khác Thông.tin được tổ chức tuân theomột quan hệ logic.nhất định, trở thành một bộ phận của tri thức, đòi hỏi phải.đượckhai thác và nghiên cứu một cách hệ thống.

1.1.2 Định lượng thông tin

Lượng đo tin tức: Nguồn A có m tín.hiệu đẳng xác suất, một thông tin đo nguồn

Đơn vị đo thông tin thường được chọn là cơ số 2

Khi m ký hiệu của nguồn tin có.xác suất khác nhau và không độc lập thống kêvới nhau thì:

Tầng này ám chỉ đến.phần cứng của mạng truyền thông, đến hệ thống nối.dây

cụ thể, hoặc đến sự liên kết.viễn thông điện từ Tầng này còn xử lý.thiết kế điện,khống chế xung đột, và các chức.năng ở tầng.thấp nhất

Tầng vật lý là hạ tầng.cơ sở của mạng viễn thông, cung cấp phương.tiện truyềntín hiệu.thô sơ ở dạng bit, hình dáng của các.nút cắm điện, tần số để phát.sóng làbao nhiêu, và những cái thuộc hạ.tầng tương tự.

Được viết bởi các nhà.nghiên cứu tiên phong, bảo mật lớp vật.lý.trong truyềnthông không.dây.cung cấp một cái nhìn tổng quan hệ.thống các khái.niệm cơ bản,tiến bộ gần đây, và các vấn.đề mở trong việc cung cấp thông tin liên lạc.an ninh tạicác lớp vật lý Nó giới thiệu các.khái niệm quan trọng, vấn đề thiết kế, và các giảipháp bảo mật lớp vật lý trong truyền thông đơn.người dùng và đa người dùng của

hệ thống, cũng như.các mạng không dây quy mô lớn

Để quá trình truyền tải thông tin được bảo.mật, hệ thống truyền thông hiện cóthường áp.dụng các kỹ thuật.mật.mã để ngăn chặn một kẻ nghe trộm từ.việc.khaithác cách truyền tải.dữ liệu giữa.những người sử dụng hợp pháp

Bằng cách xem xét các mã hóa khóa đối xứng là.một ví dụ, các dữ liệu ban đầu(gọi là plaintext) được mã.hóa.đầu.tiên tại nút nguồn bằng.cách sử dụng.một thuậttoán mã hóa.cùng với một khóa.bí mật mà được chia.sẻ với trạm.đích duy nhất

Sau đó, các bản rõ.được mã hóa (còn gọi là ciphertext) là truyền.tới điểm đến

mà sẽ giải mã bản mã nhận.được nó.với khóa bí mật trước.khi chia sẻ

Bằng cách này, ngay cả khi một kẻ nghe.trộm nghe được truyền tải.bản mã, thìviệc giải mã từ kẻ nghe.trộm là khó.khăn nếu không có.khóa bí mật

Tuy nhiên việc giải mã vẫn là có thể bằng cuộc tấn công brute-force với giảđịnh những kẻ nghe trộm có thể sử.dụng sức mạnh tính toán vô hạn và thời gian

Để ngăn chặn điều đó, an ninh lớp vật lý đang nổi lên như.một mô hình thay thế

để bảo vệ các thông.tin liên lạc không dây với các cuộc tấn công.nghe trộm, baogồm cả tấn công brute-force

Bảo mật ở lớp vật lý đã được tiên phong bởi Wyner, nó đã được chứng minh làviệc truyền dữ liệu hoàn toàn an.toàn có thể đạt được nếu công suất kênh của liênkết chính (từ nguồn tới đích) là cao hơn so với các kênh nghe trộm.điện thoại (từnguồn tới kẻ nghe trộm)

Thông tin được.thể hiện ở một dạng thức nhất định.được gọi là bản tin Dạngthể hiện có thể là văn.bản, bản nhạc, hình vẽ, đoạn thoại Một bản tin chứa.đựngmột lượng thông.tin cụ thể, có nguồn và đích.xác định.cần được.chuyển một cáchchính xác, đúng đích và kịp thời

Trong thời buổi.hiện nay.thông tin giữ.vai trò rất quan trọng và.từ thông tin cóthể tạo ra một nguồn thu nhập lớn cho nên bất cứ ai.cũng muốn nắm giữ nhữngthông tin quan trọng đặc biệt là.những thông tin liên quan đến lĩnh vực tài chính,quốc phòng cho nên ngày càng có nhiều kẻ xấu muốn lấy cắp thông.tin với nhiềumục đích khác nhau (kinh tế, chính trị …)

Do đó, việc bảo mật thông tin là.vô cùng quan trọng Hiện nay, các nhà nghiêncứu trên thế giới gần.đây tập trung nghiên cứu vấn đề đảm bảo.an toàn thông tin ởlớp vật lý theo.ba hướng chính: một là nghiên cứu bảo.mật thông.tin dựa trên khóabảo mật.ở lớp vật lý, hai là nghiên cứu bảo mật thông.tin không cần khóa bảo mậtthông qua lớp vật lý, ba là nghiên cứu.các phương pháp đánh giá khả năng đảm bảo

an toàn thông tin ở lớp vật lý

1.1.5 Bảo mật thông tin dựa trên khóa bảo mật

Bảo mật thông tin dựa.vào khóa chủ yếu tập trung vào việc tìm ra.khóa bảo mậtdựa trên các đặc tính.của môi trường truyền Hướng này hoàn toàn khả.thi vì sựphức tạp của môi trường.truyền quảng bá không dây.

Cho đến nay, hầu hết các công trình trước.đây về bảo mật lớp PHY đều chorằng các kênh hợp pháp.tương tự như các kênh bất hợp pháp Tuy nhiên trong.nhiềutình huống thực tế, giả định này không còn.đúng do sự duy chuyển.của các thiết bị

di động tạo ra các kênh.fading khác nhau Chính sự khác nhau này cho phépcác.khóa bảo mật để mã hóa thông tin, đảm bảo an.toàn cho người sử dụng hợppháp

Có hai phương.pháp tiếp cận là tạo khóa bảo mật sử dụng ở lớp ứng.dụng vàtạo khóa.bảo mật sử dụng trực tiếp ở.lớp vật lý

1.1.6 Bảo mật thông tin không dựa vào khóa bảo mật

Bên cạnh bảo mật thông tin bằng khóa.bảo mật, các nhà nghiên cứu còn chứngminh được rằng mạng.vô tuyến có khả năng bảo mật mà không.cần dùng khóa bảomật

Tiên phong trong công cuộc này là Wyner người đã phân tích dung lượng bảomật dương khi các kênh chính có nhiễu ít hơn kênh nghe trộm Ông đã xây dựngmột cơ chế mã hóa ngẫu nhiên, trong đó tìm cách.ẩn các dòng thông tin trong nhiễucộng để làm suy yếu các thiết.bị nghe trộm bằng cách ánh xạ bản tin cho nhiều từ

mã theo một phân bố xác suất thích hợp Bằng cách này sẽ gây ra khó khăn và.dễnhầm lẫn tại thiết bị.nghe trộm Điều này cho thấy rằng thông tin.liên lạc là có thể

an toàn mà không cần sử dụng khóa bảo mật

Ngoài ra, còn có.nhiều công trình của các nhà nghiên cứu khác.trong số đó một

số công trình nghiên cứu đã cho.thấy rằng các kênh truyền vô tuyến có dung lượngbảo mật là dương.ngay cả khi kênh nghe trộm.tốt hơn kênh dữ.liệu hợp pháp

Như vậy, bảo mật thông tin.không dựa trên khóa bảo mật thường được thựchiện thông qua việc sử dụng mã.hóa theo.hướng cố gắng để tối đa hóa.dung lượngkênh truyền giữa máy phát.và máy thu hợp pháp trong thông tin.vô tuyến, đồng thờilàm giảm thiểu dung.lượng.kênh truyền giữa máy phát.và.máy nghe trộm

Tuy nhiên phương pháp.này còn có nhiều nhược.điểm chẳng hạn như các tínhtoán thường cần có những thông tin về kênh.nghe trộm như.vị.trí và số lượng cácmáy nghe trộm, điều.này.trong.thực tế là rất khó đạt được vì máy.nghe trộm gầnnhư vô hình đối với chúng ta.

1.1.7 Các phương pháp đánh giá khả năng đảm bảo an toàn thông tin

Một hệ thống có khả.năng đảm bảo an toàn thông tin khi dung lượng kênhtruyền của kênh dữ liệu hợp pháp phải lớn hơn hoặc bằng.dung lượng của kênhnghe trộm

Để đánh giá một hệ.thống có đảm bảo an toàn thông tin ở lớp vật lý.hay không,người ta dựa vào ba thông số sau:

- Dung lượng bảo.mật thông tin

- Xác suất.khác không của dung lượng bảo mật thông tin

- Xác suất dừng bảo mật thông tin.của hệ thống

1.1.1.5 Dung lượng bảo.mật thông tin

Khái niệm “dung lượng” kênh truyền là khái niệm rất.cơ bản của lý thuyếttruyền tin và là một đại.lượng vật lý đồng thời cũng là đại lượng toán học (có đơn vị

là bit) Nó cho phép xác định tốc độ truyền tối đa.của mỗi kênh truyền có thể đápứng mà không gây méo.dạng tín hiệu Do đó, dựa vào dung lượng.kênh truyền,người ta có thể chỉ ra tốc độ.truyền tin đồng thời.với một.phương pháp truyền có.sai

Giả sử độ rộng băng.thông của kênh là B, công suất tín hiệu thu là P, tỷ số tínhiệu trên nhiễu thu (SNR) là tỷ số giữa công suất lượng thông.tin thu được và côngsuất của nhiễu và là.hằng số được tính bằng γ=P /N0B trong đó N0/2 là mật độ phổcông suất của nhiễu, khi đó dung lượng của kênh truyền.được tính bởi công thứcShannon:

C=B log2(1+ γ )(1.5)

Đơn vị của dung lượng là bit/s

Định lý Shannon.cho thấy một.kênh nhiễu có dung lượng C và thông tin truyềnvới tốc độ R kênh, nếu R < C thì tồn tại mã mà.cho phép xác suất lỗi ở máy thu cóthể nhỏ tùy ý Điều này có.nghĩa rằng, về mặt lý thuyết nó có thể truyền thông tingần như không lỗi ở bất kỳ.tốc độ nào nhỏ hơn một giới hạn là dung lượng C Điềungược lại cũng hết sức quan trọng, nếu R > C, một xác suất lỗi.nhỏ tùy ý là khôngthể đạt được.

Kết quả cơ bản lý thuyết thông tin của Shannon phát.biểu rằng đối với kênh rờirạc không nhớ thì.khả.năng thông qua được cho bởi biểu thức sau:

C=Max p (x) I [ X ;Y ]

Trong đó I [ X ;Y ] là lượng.thông tin chéo.trung bình giữa X (đầu vào kênh) và

Y (đầu ra của kênh) việc cực đại hóa.được.thực hiện trên toàn bộ phân.phối xácsuất đầu vào của kênh

Thông tin chéo trung bình giữa hai biến ngẫu nhiên X và Y được định nghĩa là

Trong đó lượng thông tin chéo lấy theo log cơ số 2 thì được đơn vị bit

 Dung lượng bảo mật thông tin

Dung lượng bảo mật thông tin của hệ thống được định nghĩa.là độ lệch giữadung lượng của kênh truyền dữ liệu hợp pháp.và kênh bất hợp pháp Một hệ thốngđược xem là có khả.năng đảm bảo an toàn thông tin cao nếu dung lượng bảo mậtlớn và đó cũng là một thông số quan.trọng để đánh giá hiệu.năng bảo mật của hệthống

Dung lượng bảo mật thông tin.ký hiệu Cs được định nghĩa như sau:

Kênh truyền hợp pháp:

C M=log2[1+ γM],

Kênh truyền bất hợp pháp:

C W=log2[1+γ W],

Dung lượng bảo mật:

1.1.1.6 Xác xuất khác không của dung lượng bảo mật thông tin

Từ dung lượng bảo.mật của hệ thống, người ta đưa ra thông số khác không củadung lượng bảo mật của hệ thống Thông số này thể hiện.xác suất mà dung lượngShannon của kênh dữ liệu hợp pháp.lớn hơn dung lượng của kênh nghe trộm

Ký hiệu: Pr (C S>0) = Pr (γ M>γ w)

Ở đây:

γ M là tỷ số tín hiệu trên nhiễu tức thời SNR của kênh truyền.dữ liệu hợp pháp

γ W là tỷ số tín hiệu trên.nhiễu tức thời SNR của.kênh truyền dữ liệu bất hợp pháp.1.1.1.7 Xác suất dừng bảo mật thông tin của hệ thống

Khác với xác suất khác không của dung lượng.bảo mật thông tin, xác suất dừngbảo mật thông tin hệ.thống là tham số hiệu năng.định lượng khả năng đảm bảo antoàn thông tin của hệ thống với một tốc độ truyền dữ liệu mong muốn

Cụ thể là với một tốc đồ truyền cho trước R, xác xuất.dừng bảo mật của hệthống được xác định.là Pout (R) = Pr (Cs<R)

CHƯƠNG 2 MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ PHÂN TÍCH

HIỆU NĂNG BẢO MẬT

2.1 Mô hình hệ thống

Chúng ta xem xét mô hình hệ thống như hình 1 Alice và Bob là người sử dụnghợp pháp của hệ thống MISO Trong khi Eve là kẻ nghe.trộm thụ động tìm cáchtrích thông tin từ Alice mà không.chủ động tấn công Alice là thiết bị dùng hai ăn-ten sử dụng một ăng-ten để truyền thông tin và một ăng-ten để.tạo nhiễu giả, trongkhi đó Bob và Eve là những.thiết bị đơn ăng-ten, ở đây Bob là thiết bị thu hợp phápnên biết và đã có được phương pháp lọc được tín hiệu.nhiễu.giả còn Eve thì không

Ở đây, chúng ta giả.sử rằng hai thiết bị ăng-ten của máy phát đặt ở một khoảngcách đủ gần nhau để hệ số kênh truyền của hai ăng-ten.đến từng máy phát là giốngnhau.

Và công suất của nhiễu nhân tạo tại máy thu được giả sử bằng công suất của tínhiệu thông tin

Gọi ăng-ten thứ nhất là ăng-ten phát tín hiệu thông tin thì ở từng thiết bị sẽ thuđược tín hiệu như sau:

Tín hiệu tổng hợp tại máy thu hợp pháp Bol:

Hình 2-1: Mạng truyền thông với máy phát (Alice), máy thu (Bob)

2.2 Tính hàm CDF và PDF

2.2.1 Đối với trường hợp kênh truyền đồng nhất Rayleigh/Rayleigh

Gọi f γ M(γ M) và f γ W(γ W) lần lượt là hàm mật độ xác suất (PDF) của γ M (Rayleighfading) và γ W (Rayleigh fading)

Từ hàm phân bố mật độ xác suất (PDF) của kênh fading.Rayleigh đã giới thiệu

ở phần trước công thức (1.1):

1.1.8 Đối với trường hợp kênh truyền.không đồng nhất Rayleigh/Rician

Gọi f γ M(γ M) và f γ W(γ W) lần lượt là hàm.mật độ xác suất (PDF) của γ M (Rayleighfading) và γ W (Rician fading)

Như tính toán ở trên ta có được PDF của γ M:

Trong đó, K là tham số fading Rician và là tỉ số.công suất giữa đường trực tiếp và

các đường còn lại, ¿(K +1)e−K

E[ |h W|2] ,b=

K +1

E[ |h W|2] và I0(.) là hàm Bessel hiệu chỉnh bậc 0.Tính CDF dựa vào (2.13):

Gọi F γ W(γ W) là hàm phân bố xác suất của γ W (Rician fading).

−bx

( x ) q ,

1.2 Phân tích hiệu năng bảo mật

Như đã giới thiệu.ở phần trước có ba thông số quan trọng quyết.định hiệu năngbảo mật của kênh truyền là dung lượng bảo.mật, xác suất dừng bảo mật, xác suấttồn tại dung lượng bảo mật.của hệ thống và sau đây chúng ta sẽ đi vào.phân tíchtừng phần trên:

1.1.9 Đối với trường hợp kênh truyền đồng nhất Rayleigh/Rayleigh

1.1.1.8 Dung lượng bảo mật

Dung lượng bảo mật thông tin ký hiệu Cs được định nghĩa như sau:

Kênh truyền hợp pháp:

C M=log2[1+ γM],

1.1.1.9 Xác suất dừng bảo mật của hệ thống

Xác suất dừng bảo mật Pout (Rs) = Pr (Cs<Rs)