Published July 24, 2023
| Version v1
Publication
Open
An Efficient and Secure Initial Network Entry Protocol (ESINEP) for IEEE 802.16
Description
Abstract The most important phase to established communication between mobile station and base station is the Initial Network Entry Process. This process has vulnerabilities against malicious attacks that affect communication efficiency. Although several Initial Network Entry protocols are proposed, however most of them suffer from several weaknesses like vulnerabilities to varied attacks, low communication efficiency with using a high complexity of protocol structure. In order to overcome these shortcomings, we propose astrong mechanism and new method of authentication scheme using the elliptic curve digital signature algorithm. The proposed security protocol, named ESINEP "An Efficient and Secure Initial Network Entry Protocol", used to share a secure key between mobile station and base station to authenticate each other and to secure communication. While designing ESINEP our main aims are assure: message integrity, source authentication, low communication cost, the fast verification and efficient exchange of messages. Finally, a formal security verification using Scyther tools concludes that ESINEP is secure against the existing attacks.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص أهم مرحلة للاتصال القائم بين المحطة المتنقلة والمحطة الرئيسية هي عملية الدخول الأولي إلى الشبكة. تحتوي هذه العملية على نقاط ضعف ضد الهجمات الخبيثة التي تؤثر على كفاءة الاتصال. على الرغم من اقتراح العديد من بروتوكولات الدخول الأولي إلى الشبكة، إلا أن معظمها يعاني من العديد من نقاط الضعف مثل نقاط الضعف أمام الهجمات المتنوعة، وانخفاض كفاءة الاتصال باستخدام بنية بروتوكول عالية التعقيد. من أجل التغلب على أوجه القصور هذه، نقترح آلية قوية وطريقة جديدة لمخطط المصادقة باستخدام خوارزمية التوقيع الرقمي للمنحنى الإهليلجي. يستخدم بروتوكول الأمان المقترح، المسمى ESINEP "بروتوكول دخول أولي فعال وآمن للشبكة"، لمشاركة مفتاح آمن بين المحطة المتنقلة والمحطة الرئيسية لمصادقة بعضها البعض وتأمين الاتصال. أثناء تصميم ESINEP، تتمثل أهدافنا الرئيسية في ضمان: سلامة الرسالة، ومصادقة المصدر، وانخفاض تكلفة الاتصال، والتحقق السريع والتبادل الفعال للرسائل. أخيرًا، يخلص التحقق الأمني الرسمي باستخدام أدوات Scyther إلى أن ESINEP آمنة ضد الهجمات الحالية.Translated Description (French)
Résumé La phase la plus importante de la communication établie entre la station mobile et la station de base est le processus d'entrée initiale dans le réseau. Ce processus présente des vulnérabilités contre les attaques malveillantes qui affectent l'efficacité de la communication. Bien que plusieurs protocoles d'entrée réseau initiale soient proposés, la plupart d'entre eux souffrent de plusieurs faiblesses telles que des vulnérabilités à des attaques variées, une faible efficacité de communication avec l'utilisation d'une structure de protocole très complexe. Afin de pallier ces lacunes, nous proposons un mécanisme fort et une nouvelle méthode de schéma d'authentification utilisant l'algorithme de signature numérique à courbe elliptique. Le protocole de sécurité proposé, nommé ESINEP « An Efficient and Secure Initial Network Entry Protocol », utilisé pour partager une clé sécurisée entre la station mobile et la station de base pour s'authentifier mutuellement et sécuriser la communication. Lors de la conception d'ESINEP, nos principaux objectifs sont d'assurer : l'intégrité des messages, l'authentification des sources, un faible coût de communication, la vérification rapide et l'échange efficace des messages. Enfin, une vérification de sécurité formelle à l'aide des outils Scyther conclut que ESINEP est sécurisé contre les attaques existantes.Translated Description (Spanish)
Resumen La fase más importante para establecer la comunicación entre la estación móvil y la estación base es el Proceso Inicial de Entrada a la Red. Este proceso tiene vulnerabilidades contra ataques maliciosos que afectan la eficiencia de la comunicación. Aunque se proponen varios protocolos de entrada de red inicial, sin embargo, la mayoría de ellos sufren de varias debilidades como vulnerabilidades a ataques variados, baja eficiencia de comunicación con el uso de una alta complejidad de la estructura del protocolo. Para superar estas deficiencias, proponemos un mecanismo astrong y un nuevo método de esquema de autenticación utilizando el algoritmo de firma digital de curva elíptica. El protocolo de seguridad propuesto, denominado ESINEP "An Efficient and Secure Initial Network Entry Protocol", se utiliza para compartir una clave segura entre la estación móvil y la estación base para autenticarse mutuamente y asegurar la comunicación. Al diseñar ESINEP, nuestros principales objetivos son asegurar: la integridad del mensaje, la autenticación de la fuente, el bajo costo de la comunicación, la verificación rápida y el intercambio eficiente de mensajes. Finalmente, una verificación formal de seguridad utilizando las herramientas de Scyther concluye que ESINEP es seguro contra los ataques existentes.Files
latest.pdf.pdf
Files
(872.4 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7aac5090c4f5b474d9f2209b7b2b4048
|
872.4 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- بروتوكول دخول أولي فعال وآمن للشبكة (ESINEP) لـ IEEE 802.16
- Translated title (French)
- Un protocole d'entrée de réseau initial efficace et sécurisé (ESINEP) pour IEEE 802.16
- Translated title (Spanish)
- Un protocolo de entrada de red inicial eficiente y seguro (ESINEP) para IEEE 802.16
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4385191644
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-2620694/v1
References
- https://openalex.org/W188721389
- https://openalex.org/W1967308747
- https://openalex.org/W1977645932
- https://openalex.org/W2063449296
- https://openalex.org/W2064020711
- https://openalex.org/W2135419803
- https://openalex.org/W2170042282
- https://openalex.org/W2286074604
- https://openalex.org/W2323048945
- https://openalex.org/W2327821199
- https://openalex.org/W2334066772
- https://openalex.org/W2339976727
- https://openalex.org/W2477925227
- https://openalex.org/W2615816300
- https://openalex.org/W2799341537
- https://openalex.org/W2890499913
- https://openalex.org/W2991197855
- https://openalex.org/W4240501236
- https://openalex.org/W4241068245