بروتوكول مصادقة آمن ومنخفض التكلفة لشبكات المركبات المؤقتة مع المصادقة دفعة ونقل

ملخص

في شبكة المركبات المؤقتة (VANET)، تتواصل المركبات مع بعضها البعض، ويجب التحقق من كل رسالة لمنع التداخل الخبيث. تتحقق طرق المصادقة التقليدية من كل مركبة بشكل فردي، مما يسبب تأخيرات كبيرة. لمعالجة هذه المشكلة، يقدم البحث المقترح آلية مصادقة تجمع بين المصادقة الدفعية والمصادقة النقلية.

الملخص

تتطلب شبكات المركبات المؤقتة (VANETs) آليات مصادقة آمنة وفعالة وقابلة للتوسع لضمان الثقة بين المركبات ووحدات الطرق (RSUs). غالبا ما تؤدي طرق المصادقة التقليدية الفردية إلى نفقات عالية على الاتصالات والحسابات، مما يجعلها غير مناسبة للبيئات المركبية واسعة النطاق. يؤدي ذلك إلى ازدحام أمني مروري، مما يجعل العملية غير فعالة وغير مناسبة لتطبيقات السلامة في الوقت الحقيقي. لمعالجة ذلك، تقترح الدراسة بروتوكول مصادقة خفيف الوزن يدعم كل من المصادقة الدفعية والنقلية، مما يتيح التحقق من عدة مركبات في نفس الوقت ويسمح بنقل صلاحية المصادقة بين وحدات RSU دون إعادة تنفيذ البروتوكول الكامل. في التحقق الدفعي، تقوم وحدة الطريق بالتحقق من مجموعة من المركبات في نفس الوقت بدلا من واحدة تلو الأخرى، تماما كما يوافق الحارس على حافلة كاملة من الركاب الموثقين مسبقا، مما يقلل بشكل كبير من التأخيرات عند التقاطعات أو مراكز الرسوم. في مصادقة النقل، عندما تنتقل المركبة من منطقة وحدة على جانب الطريق إلى أخرى، يتم نقل بيانات التحقق بأمان، مما يسمح بالاستمرارية السلسة دون إعادة تشغيل العملية، على غرار سوار الحفلات الذي يسمح للحضور بالانتقال بين المسارح دون فحوصات متكررة. يستفيد هذا النظام من الخصائص الرياضية لمتعددات حدود تشيبيشيف لتوفير أمان قوي مع تقليل الحمل التشغيلي. يظهر تحليل الأداء أن الطريقة المقترحة تحقق تكلفة اتصال تبلغ فقط 42 نانيوبايت وتعقيد حسابي أقل بكثير من المخططات الحالية. يعزز هذا النهج قابلية التوسع، ويقلل من تبادل الرسائل، ويحافظ على مقاومة قوية ضد الهجمات الشائعة، مما يجعله مناسبا جدا للاتصالات المركبية في الوقت الحقيقي. بشكل عام، يعزز هذا البروتوكول الجديد عملية أنظمة النقل الذكية من خلال تقليل عبء البيانات، وتسريع المصادقة، وإدارة حجم الحركة العالية بكفاءة، مما يجعله حلا آمنا وقابلا للتوسع لمستقبل أنظمة النقل الذكي.

المقدمة

تمكن شبكات المركبات المؤقتة (VANETs) المركبات من التواصل مع بعضها البعض (مركبة إلى مركبة (V2V)) ومع المركبات إلى البنية التحتية على جانب الطريق (مركبة إلى بنية تحتية (V2I)) لتحسين سلامة وكفاءة النقل. في هذا البيئة اللاسلكية المفتوحة، يمكن لأي مركبة بث رسائل السلامة (مثل تحذيرات الحوادث أو تحديثات المرور)؛ لذلك، فإن التحقق القوي أمر بالغ الأهمية لضمان أن الرسائل تأتي من مصادر شرعية. في الوقت نفسه، تفرض VANET متطلبات أداء صارمة، وتتبادل المركبات الرسائل على ترددات عالية (غالبا 10 رسائل في الثانية)، مما يترك بضع أجزاء فقط من الثانية للتحقق من كل رسالة قبل وصول الرسالة التالية. طرق المصادقة التقليدية بالمفتاح العام، مثل توقيعات خوارزمية التوقيع الرقمي بمنحنى إهليلجي (ECDSA)، كما في معيار WAVE/IEEE 1609.2، تتحمل عبئا كبيرة في الحوسبة والاتصالات. التحقق من توقيع ECDSA واحد أو إدارة شهادة مفتاح عام لكل رسالة يمكن أن يثقل وحدة مدمجة محدودة الموارد (OBU) ويسبب تأخيرات غير مقبولة عند وصول عدة رسائل في نفس الوقت. علاوة على ذلك، غالبا ما تغير المركبات نقطة التثبيت (أي الانتقال من وحدة على جانب الطريق (RSU) إلى أخرى)، مما يتطلب تكرار التحقق أو المصافحة، مما يزيد من زمن التأخير.

القناة	نطاق التردد (GHz)	الأولوية	الوظائف الأساسية
CCH-178	5.885 – 5.895	عالي	التحكم في المصادقة، إعلانات الخدمة، نشر الرسائل الأولية من وحدات RSU، بدء المصادقة الدفعية.
SCH-172	5.855 – 5.865	عالي	رسائل حرجة للوقت (تأكيدات التحقق الدفعية، إشعارات السلامة العاجلة).
SCH-174	5.865 – 5.875	من المتوسط إلى العالي	التحقق القائم على الملاحة، وتنسيق الدفعات الواعية لحركة المرور (سيناريوهات التنقل الحضري).
SCH-176	5.875 – 5.885	منخفض إلى متوسط	بث قوائم الإلغاء، تحديثات بيانات الاعتماد الجماعية، تنبيهات إعادة المصادقة الدورية.
SCH-180	5.895 – 5.905	الوسيط	تبادل الرسائل بعد المصادقة الآمن (تحديثات/إشعارات للدفعات المصادقة).
SCH-182	5.905 – 5.915	منخفض	الخدمات غير الحرجة (التحقق بمساعدة السحابة، الفحوصات عبر الإنترنت، رسائل الخلفية).
SCH-184	5.915 – 5.925	من المتوسط إلى العالي	تطبيقات عالية الإنتاجية (بث الفيديو، توزيع الخرائط، تحديثات OTA للمجموعات المصادقة).

الجدول 1: مواصفات قنوات DSRC لشبكات المركبات الآمنة. يشرح قناة التحكم (CCH) وقنوات الخدمة المختلفة (SCHs) المستخدمة في VANETs. تعمل جميع هذه القنوات ضمن نطاق تردد 5.855–5.925 جيجاهرتز، ولكل منها عرض نطاق ترددي 10 ميجاهرتز. يدعم هذا الإعداد التواصل السلس والمنظم، خاصة للمصادقة الدفعية ورسائل الأمان المهمة. كان CCH-178 (5.885–5.895 جيجاهرتز) هو القناة الرئيسية للتحكم في التحكم. يستخدم لبدء عملية المصادقة وإرسال رسائل متعلقة بالسلامة، بينما تستخدم الرسائل ذات الأولوية العالية، مثل SCH-172، SCH-174، وSCH-184 للمهام الحساسة للوقت، مثل تنبيهات الطوارئ ونقل البيانات الكبيرة، حيث تتعامل أنظمة SCH ذات الأولوية المتوسطة والمنخفضة مثل SCH-176 وSCH-180 وSCH-182 مع المهام الأقل إلحاحا، مثل تحديث قوائم الإلغاء، أو إعادة التحقق من المركبات، أو إدارة الخدمات العامة. الاختصارات؛ DSRC = اتصالات قصيرة المدى مخصصة؛ VANET = شبكة المركبات المؤقتة؛ CCH = قناة التحكم; SCH = قناة الخدمة؛ GHz = جيجاههرتز؛ ميغاهرتز = ميغاهرتز.

يوضح طيف الاتصال قصير المدى المخصص (DSRC)، كما هو موضح في الجدول 1، استخدامه في شبكات المركبات. يوضح هذا الجدول تخصيص القنوات في نطاق الاتصالات قصيرة المدى المخصصة (DSRC) 5.9 جيجاهرتز (5.855–5.925 جيجاهرتز)، حيث يكون لكل قناة عرض نطاق 10 ميجاهرتز. يسلط الضوء على قناة التحكم (CCH) وقنوات الخدمة المختلفة (SCHs) المستخدمة في شبكات المركبات المؤقتة (VANETs) لضمان تنظيم وأولوية اتصال. تعمل القناة 178 كقناة CCH الأساسية لبدء عمليات المصادقة وبث الرسائل المتعلقة بالسلامة. تدعم أنظمة SCH ذات الأولوية العالية (مثل 172، 174، و184) تطبيقات حرجة زمنيا مثل تنبيهات الطوارئ ونقل البيانات الكبيرة، بينما تتعامل أنظمة SCH ذات الأولوية المتوسطة والمنخفضة (مثل 176، 180، و182) مع مهام أقل إلحاحا، بما في ذلك تحديثات قوائم الإلغاء، وإعادة التحقق من صحة المركبات، والخدمات العامة.

تحد آخر هو الخصوصية. يجب التحقق من صحة المركبات دون الكشف عن هويتها الدائمة في كل رسالة (لمنع التتبع). توفر حلول مثل شهادات الأسماء المستعارة الخصوصية من خلال استخدام هويات مؤقتة؛ ومع ذلك، فإنها تفرض نفقات عامة لتوزيع وإلغاء أعداد كبيرة من الشهادات. يمكن للمركبة استخدام أنظمة توقيع المجموعة لتوقيع رسائل لمجموعة. هذا يصادق على الرسالة مع الحفاظ على خصوصية المركبات المحددة. ومع ذلك، تعتمد هذه التوقيعات المجموعية، إلى جانب طرق المفتاح العام الأخرى، على رياضيات معقدة، مثل الاقترانات الثنائية الخطية والأسس الكبيرة. هذه العمليات غير عملية لبيئة VANET، التي تتحرك بسرعة دائمة وتتطلب زمن استجابة منخفض. فقدان الحزم يزيد من سوء هذا الوضع. لذلك، هناك حاجة إلى طريقة تشفير خفيفة الوزن. لذلك، يجب تطوير تقنية يمكنها فحص عدة رسائل بسرعة في نفس الوقت دون المساس بالخصوصية أو الأمان. في هذا السياق، بحث الباحثون في تطبيق كثيرات حدود تشيبيشيف، التي تمتلك خاصيتين مهمتين مناسبتين للتشفير: خاصية شبه المجموعة والسلوك الفوضوي. الميزة الرئيسية لاستخدام عمليات كثيرات الحدود تشيبيشيف هي أنها تستهلك تعقيد حسابي أقل من المنحنيات الإهليلجية. تم استخدام هذه الخاصية الخاصة لبناء أنظمة مصادقة جديدة تجمع بين أفكار من التشفير المتماثل والتشفير بالمفتاح العام. على سبيل المثال، تستخدم وظائف أحادية الاتجاه مبنية من هذه كثيرات الحدود لإنشاء أسرار مشتركة أو توقيعات رقمية، توفر كفاءة وعدم نفيه. أظهرت الدراسات بالفعل أنه عند استخدام هذه البروتوكولات في المصادقة، يكون حجم العمل الذي يجب أن تقوم به وحدات المركبات على متن المركبة أقل بكثير. توفر هذه الدراسة تعريفات رسمية وتفاصيل رياضية لعمليات تشيبيشيف المعتمدة على كثيرات الحدود المستخدمة في المخطط المقترح. على وجه التحديد، تستند هذه الدراسة الأمان إلى افتراضين مماثلين لمسائل التشفير الكلاسيكية الصلبة: مشكلة اللوغاريتم المنفصل متعدد الحدود في تشيبيشيف (CPDLP) ومشكلة متعدد الحدود ديفي-هيلمان (CPDHP). تعرف هذه المشاكل بأنها غير قابلة للحل حسابيا، مما يثبت أن تزوير مصادقة المركبة أو انتحال شخصية عقدة صالحة أمر غير عملي حسابيا. علاوة على ذلك، يذكر صراحة أنه عندما تعرف كثيرات حدود تشيبيشيف على حقول كبيرة منتهية بأطوال بت عملية (مثل 160–256 بت)، فإن استرجاع درجة كثير الحدود أو المعامل السري من كثير حدود عام غير ممكن حسابيا مع الخوارزميات الكلاسيكية^{الحالية 1}.

في السنوات الأخيرة، تم اقتراح المخططين CDAS (نظام المصادقة المركزية للبيانات) وDDAS (نظام مصادقة البيانات الموزعة)² للتعامل مع بيانات الكهرباء في أنظمة المركبات إلى الشبكة (V2G). أظهرت كلتا الطريقتين سرعة وأمانا وكفاءة أفضل من الأساليب السابقة وحمتا خصوصية المستخدم بفعالية. ومع ذلك، يفتقر هذا العمل إلى النشر في العالم الحقيقي، ويتجاهل سيناريوهات التسعير الديناميكية. تم ^{اقتراح نظام} ذكي وفعال للمصادقة الدفعية لشبكات V2G يستخدم الاقتران الثنائي الخطي والتواقيع المجمعة للتحقق من توقيعات المركبات الكهربائية المتعددة في آن واحد لتوفير الوقت وتقليل قوة الحوسبة، لكن هذا العمل لا يعالج كيف يؤثر البلوك تشين على التخزين طويل الأمد. تم اقتراح نهج ذكي للمصادقة الدفعية لشبكات V2G باستخدام الحوسبة الطرفية لفحص المركبات الكهربائية الكثيفة^في نفس الوقت، باستخدام توقيعات مجموعات قصيرة وتشفير بدون شهادة لتقليل التأخير وتجنب مشاكل الشهادات. تم^{إنشاء طريقة} المصادقة الدفعية لشبكات V2G باستخدام الحوسبة الطرفية وتوقيعات المجموعات القصيرة لفحص المركبات الكهربائية الجماعية دفعة واحدة، ولكن مع ذلك، لم تتحقق بالكامل من الأداء في المناطق المزدحمة إلى حد كبير، لم تحدد سياسة إلغاء المركبات الكهربائية الكهربائية.

تم اقتراح إطار عمل لمشاركة البيانات المركز على الخصوصية في شبكات V2G باستخدام البلوكشين،^و6 إطار للتشفير القائم على السمات (ABE)، لكن في هذا العمل فشلون في معالجة المصادقة الدفعية. تم إنشاء طريقة مصادقة للحفاظ على الخصوصية لشبكات V2G باستخدام البلوكشين والمعالجة الدفعية⁷ لمعالجة تشفير المنحنى البيضاوي (ECC) بناء على التحقق من مجموعة المركبات الكهربائية في نفس الوقت. ومع ذلك، فشلت في معالجة تحديات قابلية التوسع لشبكات IS الكثيفة. اقترحت إدارة مفاتيح تعتمد على البلوكشين لتقنية V2G والتي تستخدم أيضا معالجة دفعات⁸ عقود ذكية لتوزيع المفاتيح الآمن، وتجديدها، وإلغاءها، مما يضمن خصوصية المركبات الكهربائية؛ ومع ذلك، لا يتحقق من العمل في الوقت الحقيقي وليس واضحا بشأن إلغاء السيارات الكهربائية دفعة. تم اقتراح طريقة مصادقة دفعية خفيفة الوزن ل VANET⁹ تستخدم كثيرات حدود تشيبيشيف لفحص العديد من المركبات في نفس الوقت مع حسابات منخفضة. تساعد الميزات الرياضية لمتعددات الحدود في تشيبيشيف على تجنب خطوات تشفير ثقيلة، لذا يعمل النظام بشكل أسرع ويكون أكثر ملاءمة للاتصال في الوقت الحقيقي بالمركبات. كما أنه يحافظ على الخصوصية ويوفر أمانا قويا. ومع ذلك، لا يشرح بشكل كامل كيف سيدير حركة مرور كبيرة جدا، والمركبات المتحركة، والمستخدمين الملغوين، وعملية التحديث الرئيسية. تم تقديم نظام التحقق الدفعي لنظام VANETs باستخدام كثيرات الحدود تشيبيشيف¹⁰ للتحقق من العديد من معرفات المركبات مع تأخير أقل. تدعم الأجزاء الفوضوية في متعددات الحدود تشيبيشيف المعرفات المجهولة، وتوليد المفاتيح، والخصوصية. ومع ذلك، لم تشرح هذه الدراسة الكثير عن حركة المرور الكثيفة، والسيارات عالية السرعة، وإزالة المركبات التالفة دفعات، والتحقق من النقل، والتعامل الكامل مع المفاتيح. تم إنشاء نظام مصادقة دفعة خفيفة ل VANETs¹¹، وهو نظام آمن يستخدم كثيرات الحدود تشيبيشيف لفحص مجموعات كبيرة من المركبات دفعة واحدة وبتكلفة منخفضة. يوفر الخصوصية ويسمح بالتتبع إذا لزم الأمر. ومع ذلك، لا يناقش الشبكات واسعة النطاق. كما أنه يفشل في معالجة العمل بقواعد VANET والتعامل الكامل مع المفاتيح. تم اقتراح نظام تشيبيشيف للمصادقة الدفعية القائمة على الخرائط الفوضوية ل VANET¹² للمصادقة على عدة مركبات في نفس الوقت مع تقليل التكلفة الحاسوبية. يحافظ على خصوصية المستخدم من خلال توفير معرفات مجهولة، وقدرة التتبع، وتخطي العمليات التشفيرية المكثفة، لذا فهو مناسب للتواصل المباشر. ومع ذلك، لا يفسر إلغاء المركبات الخبيثة أو الامتثال لقواعد VANET. تم اقتراح مصادقة دفعية خفيفة لشبكات VANET باستخدام مخططات المصادقة واتفاق المفاتيح (AKA) مع خرائط Chebyshev الفوضوية لفحص رسائل المركبات المتعددة في آن واحد،¹³ لتوفير الوقت والعمل. يحافظ البرنامج على الخصوصية وسلامة الرسائل ويجعله مناسبا لحركة المرور الحقيقية. ومع ذلك، لا يشرح كيف يعمل مع مجموعات كبيرة من المركبات، أو اعتماد تغييرات سريعة في وحدات RSU، أو إزالة المركبات الخبيثة دفعات. تم إنشاء طريقة مصادقة دفعية خفيفة لوحدات VANET باستخدام خرائط تشبيشيف الفوضوية¹⁴ لفحص العديد من رسائل المركبات بسرعة مع تأخير أقل وحسابات أقل. يحافظ على الخصوصية، وتبادل المفاتيح الآمن، والتتبع بدون تشفير ثقيل، مما يجعله مناسبا للتواصل اللحظي مع المركبات. ومع ذلك، لا تشرح الورقة كيف يتعامل النظام مع أعداد كبيرة من المركبات، أو يلغي المركبات المشاغبة، أو السيارات السريعة التي تنتقل بين وحدات RSU. كما أنه يفتقر إلى التكامل مع بروتوكولات VANET القياسية ولا يستخدم الحوسبة الطرفية لتعزيز الأداء.

تقترح هذه الدراسة إطار عمل مصادقة لأنظمة VANET يستخدم حصريا آليات تعتمد على كثير الحدود من Chebyshev للتحقق الدفعي للرسائل وتوثيق النقل أثناء تسليم المركبات. يسمح نظام التحقق الدفعي لوحدة RSU أو مركبة المستقبل بالتحقق من توقيعات الرسائل المتعددة معا بدلا من كل توقيع فردي، مما يقلل بشكل كبير من التأخير لكل رسالة عندما تكون حركة المرور مزدحمة بشكل كبير.⁸. يتيح بروتوكول مصادقة النقل للمركبة البقاء مصادقة باستمرار أثناء تنقلها عبر مناطق تغطية RSU المختلفة دون إجراء مصافحة كاملة ومكلفة في كل قفزة. بدلا من ذلك، يستخدم آلية جلسة ديناميكية خفيفة الوزن لنقل حالة المصادقة من جلسة أو مجال إلى آخر. من خلال استخدام كثيرات حدود تشيبيشيف في كلا الجانبين، يضمن هذا النظام أن العمليات الرياضية البسيطة فقط (مثل الضرب والجمع المعياري من تقييم كثيرات الحدود) مطلوبة لكيانات VANET، مما يجعله مناسبا جدا للبيئة الحاسوبية المقيدة لوحدات OBU.

البروتوكول

التمهيدات

نموذج النظام: يتكون نظام VANET من ثلاثة أنواع رئيسية من الكيانات: السلطة الموثوقة (TA)، وحدات الطرق (RSUs)، والمركبات التي تحتوي على وحدات على متن (OBUs). يعد مساعد التدريس مركزيا لبدء عملية التهيئة وإدارة المفاتيح وإلغاء الحجز أحيانا. هي موثوقة بالكامل وعادة ما تسيطر عليها الحكومة أو البنية التحتية. كل وحدة RSU هي وحدة ثابتة منتشرة على طول الطريق. يوفر هذا بنية تحتية للاتصالات؛ في هذا النموذج، يفترض أن وحدات RSU متصلة ب TA عبر عمود فقري آمن (مثل الألياف أو شبكة آمنة) حتى تتمكن من إرسال أو استقبال التحديثات من TA حسب الحاجة. المركبات مجهزة بوحدات OBU تمكن المركبات إلى المركبات (V2V) والمركبات إلى البنية التحتية (V2I). تفترض هذه الدراسة أن وحدات OBU تحتوي على جهاز مقاوم للتلاعب (TPD) أو وحدة أجهزة آمنة يمكنها تخزين مفاتيح التشفير وأداء العمليات التشفيرية بشكل منفصل، مما يحمي الأسرار طويلة الأمد من الاختراق المادي.

نموذج الاتصال: تبث المركبات رسائل دورية من قفزة واحدة (مثل رسائل السلامة الأساسية) عبر قناة لاسلكية (مثل IEEE 802.11p أو C-V2X PC5) يمكن استقبالها من قبل المركبات الأخرى ووحدات RSU ضمن النطاق. يجب أن يتم التحقق من صحة هذه الرسائل من قبل المستقبلين لضمان صحتها. كما ترسل وحدات RSU معلومات دورية (إشارات المرور والتحذيرات) إلى المركبات عبر الاتصال بين المركبات والبنية التحتية (V2I). في هذا العمل، يتركز التركيز الأساسي على مصادقة رسائل المركبات إلى البنية التحتية (V2I). يعني ذلك أن المركبات يتم التحقق منها من قبل وحدة RSU من خلال المصادقة الدفعية عند دخولها منطقة تغطية RSU. يمكن التعامل مع مصادقة V2V بطريقة مماثلة من خلال استخدام المركبات لنفس نظام التوقيع؛ ومع ذلك، فإن التحقق الدفعي يكون أكثر فائدة في وحدات RSU، التي قد تحتاج إلى التحقق من رسائل العديد من المركبات في نفس الوقت.

الشكل 1: التحقق الدفعي في شبكة VANET. يعرض هذا الشكل البنية المستخدمة للمصادقة الدفعية، موضحا كيف تتواصل عدة وحدات OBU في دفعات المركبات (مثل BATCH1 و BATCH2) لاسلكيا مع وحدات RSU عند التقاطعات أو نقاط المرور، والتي تتصل عبر وصلات سلكية إلى وحدة توثيق مركزية. يتيح البروتوكول التحقق الجماعي لطلبات المصادقة في حركة المرور عالية الكثافة باستخدام كثيرات حدود تشيبيشيف. تقوم كل مركبة بحساب رمز المصادقة عن طريق تقييم T_k(x) mod P، وربطه بهويته وطابعه الزمني، وتجزئة القيمة، وإرساله إلى وحدة RSU. يقوم RSU بتجميع الرموز والتحقق منها بشكل جماعي.
الاختصارات؛ VANET = شبكة المركبات المؤقتة؛ OBU = وحدة على متن السفينة؛ RSU = وحدة على جانب الطريق؛ TA = السلطة الموثوقة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

المصادقة الدفعية في VANETs: في بيئات المرور عالية الكثافة، قد تتلقى وحدات RSU طلبات مصادقة من عدة مركبات خلال فترة زمنية قصيرة جدا. إجراء المصادقة الفردية لكل طلب يمكن أن يسبب تأخيرات حسابية كبيرة وزيادة عبء الاتصالات. كما هو موضح في الشكل 1، تستفيد آلية المصادقة الدفعية المقترحة من الخصائص الرياضية لكثيرات حدود تشيبيشيف^{لتحقيق تحقق متعدد} المركبات بكفاءة. يحسب كل مركبة رمز مصادقة α_i عن طريق تقييم كثير حدود تشيبيشيف T_vi(T_r(x)) بترديد عدد أولي كبير p، حيث v_i هو المفتاح الخاص للمركبة، وr هو المفتاح الخاص لوحدة RSU، وx هو الأساس العام. يتم ربط المخرجات بالهوية الرقمية للمركبة وطابعها الزمني، ثم تجزئتها، وإرسالها إلى وحدة RSU. يقوم RSU بتجميع جميع الرموز المستلمة في قيمة واحدة ويتحقق منها معا باستخدام العلاقة T_r.∑vi(x) بترفيد p. يقلل هذا النهج بشكل كبير من عدد عمليات التحقق المكلفة، مما يحسن قابلية التوسع في بيئات مثل التقاطعات، وبوابات الرسوم، ونقاط الاختناق المرورية.

الشكل 2: نقل المصادقة في شبكات VANET. يوضح هذا الشكل بروتوكول المصادقة الخفيف الخفيف المقترح للمصادقة على التسليم الذي يسمح للمركبة بالانتقال من وحدة التسليم الحالية (وحدة الطريق 1) إلى وحدة الطريق الثانية التالية دون إعادة التحقق الكاملة، مما قد يقلل من زمن التأخير. يقوم RSU1 بإنشاء بطاقة معتمدة باستخدام دمج المفاتيح العامة القائمة على التجزئة وقيمة عشوائية، ثم يطبق عمليات كثيرة الحدود تشيبيشيف لحساب المعلمات الوسيطة (ω₁، ω₂)، ومفتاح ابتدائي (IK)، ومفتاح جلسة مشفر، ومفتاح مؤقت (TK). ترسل هذه القيم إلى المركبة وترسل إلى RSU2. يتحقق RSU2 من البيانات ويستعيد مفتاح الجلسة باستخدام عمليات تشيبيشيف العكسية، مما يؤسس مفتاح جلسة آمن (SK) للتواصل غير المنقطع. يدعم البروتوكول عمليات تسليم سريعة وآمنة مناسبة لبيئات الاتصالات عالية السرعة مع المركبات. الاختصارات؛ VANET = شبكة المركبات المؤقتة؛ RSU = وحدة على جانب الطريق؛ IK = المفتاح الابتدائي؛ TK = مفتاح مؤقت; SK = مفتاح الجلسة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

نقل المصادقة لتسليم التسليم بسلاسة: مع انتقال المركبات بين مناطق تغطية وحدة الاستقبال السريع، فإن إعادة المصادقة الكاملة مع كل وحدة دعم جديدة تؤدي إلى زمن تأخير وقد تعطل الجلسات الآمنة. تتيح عملية التحقق من النقل، كما هو موضح في الشكل 2، تسليما آمنا وخفيفا الوزن. يقوم RSU الحالي بإنشاء بطاقة معتمدة AC_i عن طريق تجزئة تسلسل المفاتيح العامة للمركبة وRSU مع معامل جلسة_{عشوائي b i}. باستخدام تحويلات متعدد الحدود لتشيبيشيف T_AC(x) بترقيل p، يحسب RSU قيما وسيطة ω_{1,ω 2} =_{ω 1} FPK_Ri، ومفتاح خاص بالجلسة IK_i = H(ω₁FPK_vi) ومفتاح جلسة مشفر ω₃ = (E_IKi(SK_i)). أخيرا، مفتاح مؤقت_{TK i} مشتق من γ = b_i. IK ^i-1 باستخدام تحويل آخر من تشيبيشيف T γ(x). يتم إرسال الزوج (TK_{i,ω 2,ω 3}) إلى وحدة RSU التالية، التي تستخدمها للتحقق من واستئناف الاتصال الآمن مع المركبة دون إجراء إعادة مصادقة كاملة. تضمن هذه الآلية أقل قدر من الاضطراب وتقليل الكمون المنخفض جدا للمركبات التي تتحرك بسرعات عالية. 

التنقل والتسليم: قد تواجه المركبات التي تنتقل من موقع إلى آخر في الشبكة عدة وحدات RSU على طول مسارها. من خلال دمج المصادقة الدفعية المعتمدة على كثير الحدود في تشيبيشيف للوصول الأولي إلى وحدة RSU ومصادقة النقل لتسليم التنقل، يحقق النظام كلا من قابلية التوسع والاستمرارية¹⁶. تتعامل المصادقة الدفعية مع العديد من عمليات التحقق المتزامنة للمنشأة بفعالية، بينما تقلل المصادقة النقلية من تأخيرات إعادة المصادقة أثناء انتقالات وحدة RSU. معا، تشكل هذه الآليات إطارا قويا وآمنا رياضيا وفعالا من حيث الأداء لمصادقة VANET.

مقدمات متعدد الحدود في تشيبيشيف

كثيرات حدود تشيبيشيف (T_n(x)) هي المفهوم الرياضي الأساسي لنظام المصادقة. تتبع هذه القواعد صيغة تكرار وتحتوي على ميزات تجعلها مناسبة للوظائف التشفيرية أحادية الاتجاه. التعريفات والخصائص الرئيسية هي كما يلي.

التعريف: كثير حدود تشيبيشيف من الدرجة n (للعدد الصحيح n≥ 0):

T_n(x) = cos(n arccos x)،

ل x [-1,1]]. وبشكل مكافئ، يمكن تعريفه على الأعداد الحقيقية أو بحسب عدد أولي P. أولى كثيرات الحدود من النوع الأول T_n(x) حتى n=4 (تختلف الدرجة من 0 إلى 4) الموصوفة في الجدول 2.

S.No	الدرجة العلمية	الوصف	النتيجة
1	T0(x)	T0(x) = cos(0.arccros x) = cos(0) = 1	T0(x) = 1
2	T1(x)	T1(x) = cos(1.arccros x) = cos(arcos x) = 1	T1(x) = x
3	T2(x)	T2(x) = cos(2.arccros x) = 2cos2(arcos x)-1 = 2x2-1 (بما أن cos(2θ) = 2cos2θ-1)	T2(x) = 2x2-1
4	T3(x)	T3(x) = cos(3.arccros x) = 4x3-3x (بما أن cos(3θ) = 4cos3θ-3cosθ)	T3(x) = 4x3-3x
5	T4(x)	T4(x) = 8x4-8x 2+1 (بما أن cos(4θ) = 8cos4θ-8cos2θ+1)	T4(x) = 8x4-8x 2+1

الجدول 2: تقييم علاقة التكرار. يقدم هذا الجدول أولى كثيرات الحدود من نوع تشيبيشيف من النوع الأول T_n(x) (للدرجات من 0 إلى 4)، ويتم حسابها باستخدام علاقة التكرار التي تشكل الأساس الرياضي لمخطط المصادقة المقترح. الاختصارات؛ T_n(x) = كثير حدود تشيبيشيف من الدرجة n مقيمة عند x؛ n = درجة كثير الحدود؛ x = متغير الإدخال.

بشكل عام، تحقق التكرار:

T_n+1(x) = 2xT_n(x) - T_n-1(x)، مع T₀(x) =1، T₁(x) = x .

تسمح هذه التكرار بحساب تكراري فعال ل T_n(x).

خاصية شبه الزمر: مماثلة للأساس الضربية، تظهر كثيرات الحدود تشيبيشيف خاصية تركيب محددة:

T_m(T_n(x)) = T_m.n(x) ,

لأي أعداد صحيحة موجبة m,n. بعبارة أخرى، إذا طبقنا أولا كثير حدود تشيبيشيف من الدرجة n إلى x، ثم طبقنا كثير حدود تشيبيشيف آخر من الدرجة m على النتيجة، فهذا يعادل تطبيق كثير حدود تشيبيشيف من الدرجة m * n مباشرة على x. تعد هذه الخاصية مركزية في استخدام كثيرات الحدود تشيبيشيف في بروتوكولات تبادل المفاتيح والمصادقة على طريقة ديفي-هيلمان، لأنها تشبه خاصية (g^a)^b = (g^b)^a للأسية في مجموعة دورية.

السلوك الفوضوي: للدرجات n>1 ، تم إثبات أن الخريطة x T_n(x) (عندما يكون x في [-1,1]) هي خريطة فوضوية تحت ظروف محددة. بشكل غير رسمي، يمكن أن يسبب تغير صغير في x تغيرات كبيرة في T_n(x) عندما يكون n كبيرا، وT_n(x) موزع في [-1,1] بطريقة قد تبدو عشوائية بالنسبة ل n الكبير. هذه "العشوائية الزائفة" مفيدة في التشفير لإنتاج مخرجات غير متوقعة.

مشكلة اللوغاريتم المنفصل متعدد الحدود تشيبيشيف (CPDLP): تشبه هذه المشكلة لمشكلة اللوغاريتم المتقطع لكنها تستخدم كثيرات الحدود لتشيبيشيف. بالنظر إلى معامل أولي P وقيم عامة x و y = T_n(x) mod P، من الصعب جدا إيجاد العدد الصحيح n. بعبارة أخرى، إذا كان المرء يعرف x و y، فإن حساب n يصبح صعبا للغاية عندما تكون الأعداد كبيرة. وهذا مشابه لمشكلة السجل المتقطع الكلاسيكية، حيث يكون من الصعب إيجاد من g^إلى تعديل P.

مشكلة كثير الحدود تشيبيشيف ديفي-هيلمان (CPDHP): بالنظر إلى x و T_a(x) و T_b(x) (للأعداد الصحيحة السرية العشوائية a,b)، يصعب حساب T_a.b(x) دون معرفة a أو b. هذا يعكس مشكلة ديفي-هيلمان: إذا أعطنا g^a و g^b، لا يمكن للخصم حساب g^ab. في سياق تشيبيشيف، لاحظ أن T_ab(x) = T_a(T_b(x)) = T_b(T_a(x)) حسب خاصية نصف المجموعة؛ لذا إذا كان كل طرف يعرف أحد a,b يمكنه حساب T_ab(x) بسهولة، بينما لا يستطيع المتنصت الذي يعرف النتائج الفردية فقط.

يعتمد أمان الخطة على هذه الافتراضات (CPDLP وCPDHP مستحيلان). للتنفيذ العملي، تعمل هذه الدراسة في حقل محدود (بترديد عدد أولي كبير P) لضمان سلوك مميز. عادة، يتم اختيار عدد عشوائي x في [2,P-2] كمعامل نظام (وهذا يلعب دورا مثل المولد في مجموعة ضربية). سيقوم مساعد التدريس باختيار مثل هذا الحرف X ونشره كجزء من المعايير العامة. حينها يمكن حساب كثيرات حدود تشيبيشيف بتعديل P عبر صيغة التكرار. على الرغم من أن x ليس في [-1,1] في هذه الحالة، يمكن استخدام التماثل بين كثيرات حدود تشيبشيف وجيب تمام زائدي للقيم خارج [-1,1]، أو ببساطة معالجة التكرار جبريا مع P. الخاصية الفوضوية، بمعناها الدقيق، تنطبق على الفترات الحقيقية؛ ومع ذلك، بالنسبة للاستخدام الشفير، تعتمد الدراسة على عدم القدرة على التنبؤ بسبب صلابة CPDHP في المجال المحدود.

نموذج الهجوم

في إطار العمل المقترح للمصادقة الدفعية والتحويلية لأجهزة VANET باستخدام كثيرات حدود تشيبيشيف، ينظر الباحثون إلى مشهد تهديد واقعي حيث قد يحاول كل من الخصوم الخارجيين والداخليين تعطيل الاتصالات الآمنة. المهاجمون الخارجيون هم كيانات خارج شبكة المركبات تهدف إلى اعتراض أو تعديل أو حقن رسائل خبيثة دون امتلاك أي بيانات اعتماد مصادقة شرعية¹⁷. أما المهاجمون الداخليون، فهم مركبات أو وحدات RSU مخترقة أو خبيثة تمتلك بيانات اعتماد صحيحة لكنها تسيء استخدامها لانتحال شخصية الآخرين، أو تزوير البيانات، أو شن هجمات منسقة.

هجوم الرجل في الوسط (MIM): يعترض الخصم وينقل الرسائل بين طرفين شرعيين مع إمكانية تعديل محتواها. يخفف البروتوكول من ذلك من خلال استخدام المصادقة المتبادلة واتفاق مفاتيح الجلسة بناء على صعوبة مشكلة كثير الحدود تشيبيشيف، مما يضمن أن أي بيانات تم اعتراضها غير قابلة للتطبيق حسابيا للتلاعب بها دون اكتشاف¹⁸.

هجوم إعادة التشغيل: المهاجم يعيد إرسال رسائل صحيحة تم التقاطها سابقا للحصول على وصول غير مصرح به أو التسبب في ارتباك الشبكة. يعالج الباحثون هذه المشكلة من خلال دمج الطوابع الزمنية ومعرفات الجلسة في عملية المصادقة، لضمان أن تكون الرسائل صالحة فقط خلال فترة زمنية قصيرة ولا يمكن إعادة استخدامها لاحقا.

هجوم انتحال الهوية: يعتبر أيضا عندما يحاول المهاجم التظاهر بأنه مركبة شرعية أو وحدة RSU. من خلال ربط عملية المصادقة بمفاتيح متعددة الحدود الفريدة من نوع Chebyshev والتحقق من التواقيع الرقمية أثناء المصادقة الدفعية والنقلية، يضمن النظام أن المشاركين الحقيقيين فقط يمكنهم التواصل.

هجمات التنصت: حيث يراقب الخصوم الاتصالات بشكل سلبي لاستخراج معلومات حساسة. يضمن النظام المقترح السرية من خلال توليد مفاتيح الجلسات الآمن؛ لذلك، حتى لو تم اعتراض حزم البيانات، فهي تبقى غير مفهومة بدون المفتاح السري.

هجمات التواطؤ: حيث تتعاون عدة جهات مخترقة لكسر بروتوكول المصادقة. يمنع استخدام التحقق المجمع في المصادقة الدفعية والتحقق المستقل في المصادقة التحويلية من تزوير بيانات الاعتماد الصالحة بشكل جماعي.

الرمز	الوصف
يوإي	المركبة الأولى في VANET
RSU	وحدة الطرق
TA	السلطة الموثوقة
TSi	الطابع الزمني الناتج عن المركبات
TA RSU	الطابع الزمني الذي تم إنشاؤه بواسطة RSU
تي إستي إيه	الطابع الزمني الذي تم إنشاؤه بواسطة TA
ΔT	أقصى فرق ساعة مسموح به لصلاحية الرسالة
هلأوي	هوية المركبة القائمة على الاسم المستعار Ui
هلجامعة ولاية رويزيا	الهوية القائمة على الأسماء المستعارة لوحدة RSU
Tv(x)	كثير الحدود في تشيبيشيف مع مفتاح المركبة الخاص "v"
تلفزيون(x)	كثير الحدود تشيبيشيف مع سلطة موثوقة المفتاح الخاص "ب"
TPKRi(x)	كثير حدود تشيبيشيف مع المفتاح العام ل RSU
αأنا	تجزئة الهوية المحسوبة بواسطة المركبةU i
βأنا	تجزئة الهوية التي تم حسابها بواسطة RSU ل Ui
θi	رمز التحقق متعدد الحدود من Ui المستخدم للتجميع
θ'agg	كثير الحدود المجمع المتوقع (محسوب TA)
θagg	حاصل ضرب متعدد الحدود المجمع من جميع المركبات Θi
أنا أنا،إن أنا	قيم بذور مفاتيح الجلسة العشوائية من توليدها TA
آرإي، يوآي	قيم قياسية سرية مخصصة ل RSU والمركبات على التوالي
جامعةالحانة	المفتاح العام لوحدة RSU
واجهة المستخدم العامة	المفتاح العام للمركبة Ui
E1(i),E2(i)	قيم الإخفاء المحسوبة عبر التجزئة للحفاظ على السرية
IK(i)	مكونات رسائل تبادل مفاتيح المصادقة/الجلسة
SKi	تم تحديد مفتاح الجلسة النهائي بين المركبة ووحدة الوحدة السريعة
H(.)	دالة التجزئة المقاومة للتصادم
ESK(.)/DSK(.)	التشفير/فك التشفير المتماثل باستخدام مفتاح الجلسة
||	عامل التسلسل
تعديل P	التشغيل المعياري فوق عدد أولي كبير p

الجدول 3: الملاحظات. يسرد هذا الجدول الرموز الرئيسية والمعلمات والرموز التشفيرية المستخدمة في جميع أنحاء الورقة.

المخطط المقترح:

يتكون هذا النظام المقترح من مكونين رئيسيين: (1) آلية تحقق دفعية للرسائل باستخدام متعددات الحدود تشيبيشيف، و(2) بروتوكول مصادقة نقل لتسليم المركبات بين وحدات RSU. تقدم هذه الدراسة أولا نظرة عامة على إعداد النظام ثم تصف كل مكون بالتفصيل في الأقسام التالية مع توضيح المصطلحات والتدوين في الجدول 3.

تسجيل المركبة:

الخطوة 1: كل مركبة تبدأ عملية المصادقة. ليكن هناك عدد من المركبات u_{1,u 2,u 3}....,u_n تحاول التحقق من المصادقة بنفس وحدة RSU في الوقت t. كل مركبة_u-i تحسب ما يلي:

α_i = H(DID_ui|| T_vi(T_b(x)) || TS_i) (1)

ثم، u_i يرسل:

I₁⁽ⁱ⁾ = (α_{i,DID ui,TS i}) (2)

إلى RSU.

الخطوة 2: يقوم RSU بتجميع وتحضير المصادقة الدفعية بعد استلام كل I₁^(i)، ويقوم RSU بأداء ما يلي:

1. التحقق من الطوابع الزمنية: |TS_c - TS_i| ≤ ΔT
2. احسب تجزئة استجابة RSU لكل مركبة: β_i = H(_{DID RSU}||T_{r i}(T_b(x)||TS_RSU)
3. احسب رموز تشيبيشيف: θ_i = T_vi(T_PKRi(x)) mod P
4. جمع جميع الرموز:   
5. أعد رسالة دفعة: وأرسلها إلى مساعد التدريس.

الخطوة 3: يتحقق TA من توقيعات الدفعات

1. تحقق من الطابع الزمني: TS_TA -_{TS RSU} ≤ ΔT
2. تحقق من هاش RSU: β_i^* = H(_{DID RSU} || T_b(T_ri(x)) || TS_RSU) = β_i 
3. تحقق من تجزئة المركبة: α_i^* = H(DID_ui|| T_b(T_vi(x)|| TS_i) = α_i 
4. التحقق التجميعي: _θ'agg = T_∑vi(x)mod P
H(θ_agg) = H(θ_agg^') إذا اجتاز كل شيء، تنجح المصادقة.

الخطوة 4: إنشاء مفتاح الجلسة (دفعة) لكل u_، يقوم TA بأداء ما يلي:
1. احسب الحساب: E₁⁽ⁱ⁾ = H(PUB_RSU||ر_i||TS_RSU)
E₂⁽ⁱ⁾ = H(PUB_ui||v_i||TS_i).
2. توليد قيم عشوائية m_{i,n i}Z^*_P 
3. مفتاح جلسة الحساب: SK_i = H(m_i||n_i||ر_i||v₎
4. بناء مكونات مشفرة:
I₃⁽ⁱ⁾ = H(m_i)E₁⁽ⁱ⁾ 
I₄⁽ⁱ⁾ = H(n_i)E₂⁽ⁱ⁾
I₅⁽ⁱ⁾ = SK_iH(m_i)
I₆⁽ⁱ⁾ = SK_iH(n_i)
حزمة الإرسال: {I ³⁽ⁱ⁾,I₄⁽ⁱ⁾,I₅⁽ⁱ⁾,I₆⁽ⁱ⁾,TS_TA}ⁿ_i=1 

الخطوة 5: ترسل وحدة التأمين الخاصة معلومات الجلسة لكل مركبة 
1. الاستعادة: H(m_i) = I₃⁽ⁱ⁾E₁⁽ⁱ⁾ 
SK_i = I₅⁽ⁱ⁾H(m_i)
2. أرسل لك_i : {I₄⁽ⁱ⁾,I₆⁽ⁱ⁾,TS_RSU+1}

الخطوة 6: إكمال المركبات استخراج مفاتيح الجلسة لكل_ui 
1. حساب: H(n_i) = I₄⁽ⁱ⁾E₂⁽ⁱ⁾ 
SK_i = I₆⁽ⁱ⁾H(n_i)
2. استخدم مفتاح الجلسة لتشفير الرسائل:
E_SKi(m_i||PUB_ui||جامعة_{ولاية روال} الحانة)

الخطوة 7: نقل المصادقة للحصول على تسليم سلس
الخطوة 7.1: سيتم حساب إنشاء البطاقة المصرح بها بواسطة RSU
AC_i = H(FPK_vi|| FPK_Ri|| ب₁)
ω₁ = T_AC(x) mod P,ω₂=ω₁FPK_Ri 
IK_i = H(ω₁||FPK_vi)
ω₃ = E_IKi(SK_i)
TK_i = T_γ(x) mod P
γ = b_i. IK ^i-1 
أرسل (TK_{i,ω 2,ω 3}) إلى وحدة RSU التالية.
الخطوة 7.2: التحقق من قبل RSU المجاورة
T_AC(x) = ω₂FPK_Ri-1 
IK_i ^'= H(_{T AC}(x)||FPK_vi)
T_TKi(IK_i^'(HOR_i))mod P = T_t(x)mod P
الخطوة 7.3: استعادة مفتاح الجلسة (فك تشفير RSU الجديد)
SK_i = D_IKi^'(ω₃)

تم الآن التحقق من صحة المركبة u_i داخل منطقة RSU الجديدة ويمكنها مواصلة التواصل الآمن، مع تفصيل جميع التدوينات المستخدمة في الخوارزمية في الجدول 3.

في الشكل 3، شرح الباحثون بالتفصيل عن مصادقة النقل باستخدام مخطط مسار السباحة، وكيف ينقل الوحدة الحالية التفويض إلى وحدة التأمين الجديدة من خلال إرسال معلماتها (TK_{i,ω 2,ω 3}) وبعد استلام هذه المعلمات من وحدة RSU الجديدة، تقوم بالتحقق من التحقق باستخدام
T_TKi(IK_i^'(HOR_i))mod P = T_t(x)mod P. من هذه الجلسة، سيتم استرداد المفتاح بواسطة وحدة RSU الجديدة وإرسالها إلى المركبة.

الشكل 3: نقل المصادقة بين وحدتي RSU. يوضح هذا الشكل مخطط تدفق بروتوكول مصادقة النقل في جهاز VANET، حيث تسهل المركبة تسليما آمنا بين وحدة الطريق الحالية (RSU 1) والوحدة الجانبية التالية (RSU 2). تبدأ العملية بإنشاء بطاقات مصدقة وحسابات تشفيرية عند RSU 1، تليها نقل المعلمات إلى المركبة، والتحقق، واستعادة مفتاح الجلسة في RSU 2، وتنتهي بإنشاء مفتاح جلسة آمن. الاختصارات؛ VANET = شبكة المركبات المؤقتة؛ وحدة RSU = وحدة على جانب الطريق. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

النتائج

تحليل الأمان

التحليل الأمني غير الرسمي

هجوم انتحال الشخصية: قد يحاول الخصم انتحال شخصية مركبة أو وحدة على جانب الطريق (RSU) للحصول على وصول غير مصرح به أو تعطيل المصادقة، لكن هذا الانتحال غير ممكن حسابيا بسبب آليات الأمان القوية الموجودة. كل مركبة وRSU تستخدم توقيعات تعتمد على كثير الحدود تشيبيشيف، والتي تتضمن مفاتيحها الخاصة (v_{i,r i}) والمفاتيح العامة (TPKR_i

المناقشة

يعزز نظام المصادقة الدفعي والنقل المقترح أداء VANET بشكل كبير من خلال تجاوز قيود التحقق التقليدي الفردي. من خلال المصادقة الدفعية، يمكن التحقق من عدة مركبات في نفس الوقت بواسطة وحدة RSU، مما يقلل من الحمل الحسابي والاتصالي ويتيح التشغيل الفعال على نطاق واسع في ظروف حركة المرور الكثيفة. تضمن هذه الآلية دورات مصادقة أسرع واستخداما أفضل لعرض النطاق الترددي، مما يجعلها مناسبة لشبكات المركبات في الوقت الحقيقي التي تتطلب السرعة والموثوقية معا.

علاوة على ذلك، يسهل مص...

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
المكون	المواصفات / التفاصيل
حجم الدفعة (n)	من 10 إلى 100 مركبة
أنظمة المقارنة	[20],[21],[22] (تحليلي من الأدبيات)
البدائيات التشفيرية	متعددات حدود تشيبيشيف (تنفيذ تكراري مخصص)، تجزئة SHA-256
منصة الأجهزة	معالج Intel Core i7، ذاكرة RAM بسعة 16 جيجابايت، ويندوز 11 (أو نظام التشغيل الخاص بك)
المكتبات الرئيسية	hashlib (ل SHA-256)، الوقت (للقياسات)، عمليات رياضية مدمجة
طريقة القياس	متوسط زمن التنفيذ خلال 1000 تكرار باستخدام وحدة الزمن
الموديل الأولي (p)	256– 512 بت (قيم صغيرة مثل 7919 تستخدم للاختبار؛ مدرجة لتحليل الأمان)
لغة البرمجة	بايثون 3.10
نوع المحاكاة	توقيت التشغيل التشفيري (لا يستخدم محاكي الشبكة)