SpecEES: DoS Resilience, Secrecy, and Throughput in Massive MIMO

SpecEES:大规模 MIMO 中的 DoS 弹性、保密性和吞吐量

基本信息

  • 批准号:
    1824529
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-10-01 至 2022-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The project's objective is to develop the foundations for realizing denial of service (DoS)-resilience, secrecy, and high throughput in next-generation wireless networks in which base stations or access points (APs) scale their antenna and computing resources to massive multiple-input/multiple-output (massive MIMO). This project considers a practical yet strong adversary that launches both active attacks, attempting to collapse network throughput by polluting AP measurement of Channel State Information (CSI), as well as passive attacks, that attempt to intercept communication via potentially distributed and nomadic eavesdroppers. The first project thrust targets to detect and defend against pilot contamination attacks with zero startup cost, i.e., without requiring prior measurements of conditions without an attack. The second project thrust experimentally explores passive eavesdropping under realworld factors such as a large but finite number of antennas and a discrete and limited set of modulation and coding schemes (MCS). With a discovery of MCS saturation vulnerability, the project will study power control designed to overcome this vulnerability and thwart the adversary. On the uplink, the third project thrust develops antenna index coding as means to target reception on a subset of the massive MIMO array. A key outcome will be both derivation of the secrecy rate as well as experimental evaluation of this new mechanism. All three project thrusts will include an extensive experimental study using the Rice massive MIMO platform and over-the-air measurements. As computing and communication resources must be devoted to realizing the aforementioned counter mechanisms, this project will yield empirical understanding of the tradeoffs in realizing both high spectral efficiency and security.The proposed research agenda will enable new wireless security defenses and will provide an in-depth understanding of securing next generation communication systems such as massive MIMO. This project will yield new understanding of the design space that spans from traditional throughput optimization to jointly realizing security features and providing security by design. This project will yield new understanding of the security capabilities and limits of designs based on CSI as a shared secret. This project will impact standards bodies as it will expose fundamental limits of existing security mechanisms and will show how enhancements to standards can yield dramatically improved security capabilities. This project will impact industry through demonstration of results coupled with the researchers' extensive collaborative industry network. Finally, the project includes an inter-disciplinary methodology and the team includes multiple Ph.D. students from under-represented groups.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目的目标是开发实现拒绝服务(DOS)的基础(DOS) - 富度,保密和高吞吐量,在下一代无线网络中,基本站或访问点(APS)将其天线和计算资源扩展到大量多输入/多输入(大量MIMO)。该项目考虑了一个实用而强大的对手,该项目既发动了主动攻击,试图通过污染AP测量渠道状态信息(CSI)以及被动攻击来崩溃网络吞吐量,并试图通过潜在的分布式和游牧的埃维德罗普斯拦截通信。第一个项目推力目标是检测并防御零启动成本的飞行员污染攻击,即,不需要事先测量条件而没有攻击。第二个项目推力实验探索在现实世界中的被动窃听,例如大量但有限的天线以及离散且有限的调制和编码方案(MCS)。随着MCS饱和脆弱性的发现,该项目将研究旨在克服这种漏洞并挫败对手的电力控制。在上行链路上,第三个项目推力会形成天线指数编码,以此作为在大规模MIMO阵列子集上靶向接收的手段。一个关键的结果将是对保密率的推导以及对该新机制的实验评估。这三个项目的推力将包括使用稻米大量MIMO平台和空中测量的广泛实验研究。由于必须专门实现上述反对机制的计算和通信资源,因此该项目将在实现高光谱效率和安全性方面对权衡进行经验理解。拟议的研究议程将实现新的无线安全防御能力,并将提供对确保下一代通信系统(例如大型MIMO)的深入了解。该项目将对从传统吞吐量优化到共同实现安全功能并通过设计提供安全性的设计空间有新的了解。该项目将对基于CSI的设计的安全功能和限制产生新的了解,作为共享的秘密。该项目将影响标准机构,因为它将暴露现有安全机制的基本限制,并将显示标准的增强功能如何产生大幅提高的安全能力。该项目将通过展示结果以及研究人员广泛的协作行业网络来影响行业。最后,该项目包括一种跨学科方法,该团队包括多个博士学位。来自代表性不足的小组的学生。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛影响的审查标准来评估值得支持的。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Line-of-sight and non-line-of-sight links for dispersive terahertz wireless networks
  • DOI:
    10.1063/5.0039262
  • 发表时间:
    2021-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Ghasempour, Yasaman;Amarasinghe, Yasith;Mittleman, Daniel M.
  • 通讯作者:
    Mittleman, Daniel M.
Angularly Dispersive Terahertz Links with Secure Coding: From Theoretical Foundations to Experiments
角色散太赫兹与安全编码的联系:从理论基础到实验
Uplink Multi-User Beamforming on Single RF Chain mmWave WLANs
Metasurface-in-the-Middle Attack: From Theory to Experiment
Scaling mmWave WLANs With Single RF Chain Multiuser Beamforming
  • DOI:
    10.1109/tnet.2022.3182976
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Keerthi Priya Dasala;J. Jornet;E. Knightly
  • 通讯作者:
    Keerthi Priya Dasala;J. Jornet;E. Knightly
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Edward Knightly其他文献

Edward Knightly的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Edward Knightly', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: CNS Core: Medium: Access, Mobility, and Security above 100 GHz
合作研究:CNS 核心:中:100 GHz 以上的访问、移动性和安全性
  • 批准号:
    2211618
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: CNS Core: Large: Scaling WLANs to TB/sec: THz Spectrum, Architectures, and Control
合作研究:CNS 核心:大型:将 WLAN 扩展到 TB/秒:太赫兹频谱、架构和控制
  • 批准号:
    1955075
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SpecEES: Collaborative Research: Efficient and Secure Access to Spectrum up to THz
SpecEES:协作研究:高效、安全地访问高达太赫兹的频谱
  • 批准号:
    1923782
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NeTS: Large: Collaborative Research: ASTRO: A Platform for 3-D Data-Driven Mobile Sensing via Networked Drones
NeTS:大型:协作研究:ASTRO:通过联网无人机进行 3D 数据驱动的移动传感平台
  • 批准号:
    1801865
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
NeTS: Medium: Collaborative Research: Scaling WLANs in Spectrum, User Density, and Robustness
NeTS:中:协作研究:扩展 WLAN 的频谱、用户密度和鲁棒性
  • 批准号:
    1801857
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
EARS: Terabit-per-second Scale Networking: Design to Field Trials, Lab to Tower
EARS:太比特每秒规模的网络:设计到现场试验、实验室到塔楼
  • 批准号:
    1642929
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NeTS: Medium: Scaling WLAN Throughput and Range with Wide Aperture and 100x Spectrum Diversity
NeTS:中:通过大孔径和 100 倍频谱分集扩展 WLAN 吞吐量和范围
  • 批准号:
    1514285
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
EARS: Enhanced Spectrum Availability and MU-MIMO Coordination for High Spatial-Spectral Efficiency
EARS:增强频谱可用性和 MU-MIMO 协调,实现高空间频谱效率
  • 批准号:
    1444056
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Development and Deployment of an Operational and Programmable Diverse-Spectrum Access Network
MRI:可操作且可编程的多频谱接入网络的开发和部署
  • 批准号:
    1126478
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NetSE: Large: Urban-Scale Polymorphic Wireless Networks: Community-Driven Assessment, Design, and Access
NetSE:大型:城市规模多态无线网络:社区驱动的评估、设计和访问
  • 批准号:
    1012831
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

FDI和DoS混合攻击下网络化系统的分布式安全一致性估计
  • 批准号:
    62303121
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
DoS攻击下网络化工业机器人系统自适应弹性滑模控制的研究
  • 批准号:
    62303250
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
非全域DoS攻击下直流微电网基于事件触发的模型预测控制
  • 批准号:
    62303227
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
独立DoS攻击下非线性分布式系统协同状态估计与弹性分析
  • 批准号:
    62303425
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
DoS攻击下事件驱动信息物理系统安全状态估计及资源调度
  • 批准号:
    62003275
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

トラフィックの時空間特徴量に着目したDoS耐性IoTアーキテクチャの研究
关注流量时空特征的抗DoS物联网架构研究
  • 批准号:
    23K28051
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Creation of the Universal Descriptor of the Adsorbates Interaction on Heterogenous Catalysts by DOS Decomposition Approach and Machine Learning
通过 DOS 分解方法和机器学习创建异质催化剂上吸附物相互作用的通用描述符
  • 批准号:
    23K04890
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
トラフィックの時空間特徴量に着目したDoS耐性IoTアーキテクチャの研究
关注流量时空特征的抗DoS物联网架构研究
  • 批准号:
    23H03361
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
FAIR DOs: Findable, Accessible, Interoperable, Reusable Development of Open Simulation
FAIR DO:可查找、可访问、可互操作、可重用的开放模拟开发
  • 批准号:
    10523857
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
FAIR DOs: Findable, Accessible, Interoperable, Reusable Development of Open Simulation
FAIR DO:可查找、可访问、可互操作、可重用的开放模拟开发
  • 批准号:
    10707353
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了