Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Kỹ thuật mã hóa dữ liệu và mã hóa kênh trên cùng một bước sử dụng khóa bí mật sinh ra từ đặc tính kênh truyền vô tuyến cho hệ thống thông tin vô tuyến đa ăng-ten

Giới thiệu này trình bày về tầm quan trọng của các hệ thống thông tin vô tuyến đa ăng-ten trong truyền thông hiện đại và những thách thức bảo mật mà chúng phải đối mặt, đặc biệt là nguy cơ nghe lén. Nó nhấn mạnh rằng các phương pháp mã hóa truyền thống có những hạn chế và giới thiệu Bảo mật lớp vật lý (PLS) như một giải pháp tiềm năng, bao gồm việc tạo khóa bí mật từ đặc tính kênh và kỹ thuật mã hóa dữ liệu cùng mã hóa kênh (Crypto-coding) để tăng cường an toàn và độ tin cậy.

Luận án này hướng đến các nhà nghiên cứu, học giả, sinh viên sau đại học và các chuyên gia trong lĩnh vực kỹ thuật viễn thông, đặc biệt là những người quan tâm đến bảo mật truyền thông không dây, hệ thống đa ăng-ten (MIMO, massive MIMO) và bảo mật lớp vật lý.

Luận án này tập trung vào việc giải quyết các thách thức bảo mật trong hệ thống truyền thông vô tuyến đa ăng-ten, vốn dễ bị tấn công nghe lén do đặc tính phát sóng. Mặc dù các phương pháp mã hóa truyền thống được sử dụng, chúng còn tồn tại nhiều hạn chế về độ phức tạp tính toán, độ trễ và sự phụ thuộc vào các vấn đề toán học cơ bản. Nghiên cứu này đề xuất các giải pháp dựa trên Bảo mật lớp vật lý (PLS), một kỹ thuật tiềm năng để tăng cường an toàn và độ tin cậy. Cụ thể, luận án khảo sát các phương pháp PLS hiện có và chỉ ra những hạn chế của chúng. Sau đó, đề xuất các kỹ thuật sinh khóa bí mật mới dựa trên đặc tính kênh truyền vô tuyến cho cả hệ thống MIMO và massive MIMO, nhằm tăng cường tính ngẫu nhiên của khóa. Đồng thời, luận án cũng đề xuất các kỹ thuật mã hóa dữ liệu và mã hóa kênh trên cùng một bước (Crypto-coding) sử dụng mã Turbo và mã cực cho các hệ thống MIMO và massive MIMO. Các kỹ thuật Crypto-coding được đề xuất sử dụng khóa bí mật sinh ra từ hệ thống MIMO để điều khiển các khối xen kẽ/đâm thủng của mã Turbo, và khóa bí mật từ hệ thống massive MIMO để điều khiển các bit đóng băng và các bit thông tin của mã cực. Mục tiêu cuối cùng là đảm bảo độ tin cậy và chống lại các cuộc tấn công nghe lén thụ động trong các hệ thống truyền thông không dây đa ăng-ten tiên tiến.