Secure Data Transmission Scheme for Internet of Things. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Ibraheem_Alhejri-PhD-Thesis-Final.pdf Restricted to Repository staff only until 20 May 2025. Download (1MB)

Arabic Abstract

تتغلغل إنترنت الأشياء بسرعة في المجالات الحيوية، مما يتيح التوصيل البيني واستخدام الأجهزة المتنوعة على نطاق واسع مع تدفق كميات هائلة من البيانات. وفي مجالات عديدة مثل الرعاية الصحية عن بعد، والنقل الذكي، والزراعة الذاتية، يعد ضمان سرية وسلامة وصحة البيانات التي يتم جمعها وتبادلها أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك، فإن القيود المفروضة على الموارد والطبيعة غير المتجانسة لأجهزة إنترنت الأشياء غالبًا ما تجعل التقنيات التقليدية القائمة على التشفير غير فعالة أو حتى غير مجدية لنقل البيانات بشكل آمن. وبالتالي، هناك حاجة ملحة لتطوير وتنفيذ أنظمة و خُطط خفيفة الوزن وآمنة وقابلة للتطوير لنقل البيانات. في هذه الأطروحة، تم اقتراح نظام جديد خفيف الوزن و آمن لنقل من ثلاث مراحل ويستخدم مزيجًا فعالاً من المفاتيح المتماثلة وبروتوكول اتفاقية LSDT لبيئات إنترنت الأشياء. يتكون نظام (LSDT) البيانات يُظهر مقاومة LSDT يشير تحليل الأمان والأداء إلى أن نظام . Menezes-Qu-Vanstone المفاتيح غير المتماثلة ذات المنحنى البيضاوي قوية لمختلف الهجمات الأمنية مع الحفاظ على أقصى درجات السرية والنزاهة والمصادقة المتبادلة الشاملة. علاوة على ذلك، قمنا بإظهارالمقترح من خلال تجارب المحاكاة والتحليل المقارن مع الأنظمة الأمنية ذات الصلة. تكشف نتائج المقارنة LSDT فعالية وكفاءة نظام يتفوق على الأنظمة و المخططات الأخرى ذات الصلة من حيث تكاليف الاتصالات والحوسبة، مما يجعله مناسبًا وفعالًا للغاية LSDT أن لتطبيقات إنترنت الأشياء.

English Abstract

The Internet of Things (IoT) is rapidly permeating critical domains, enabling the interconnection and utilization of diverse devices on a large scale while streaming vast volumes of data. In domains like telehealth, intelligent transportation, and autonomous agriculture, ensuring the confidentiality, integrity, and authenticity of collected and exchanged data is paramount. However, the resource limitations and heterogeneous nature of IoT devices often render traditional cryptography-based techniques ineffective or even infeasible for secure data transmission. Consequently, there is an urgent need to develop and implement lightweight, secure, and scalable schemes for data transmission. In this thesis, a novel Lightweight Secure Data Transmission (LSDT) scheme for IoT environments is proposed. LSDT scheme is composed of three phases and utilizes an efficient combination of symmetric keys and an elliptic-curve Menezes-Qu-Vanstone asymmetric key agreement protocol. Security and performance analysis indicate that the LSDT scheme exhibits robust resistance to various security attacks while maintaining the highest level of confidentiality, integrity, and end-to-end mutual authentication. Furthermore, we demonstrate the effectiveness and efficiency of the proposed LSDT scheme through simulation experiments and comparative analysis with related security schemes. The results of the comparison reveal that LSDT outperforms other relevant schemes in terms of communication and computation costs, making it a highly suitable and efficient option for IoT applications.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Computer
Department:	College of Computing and Mathematics > Information and Computer Science
Committee Advisor:	Azzedin, Farag
Committee Co-Advisor:	Al-Muhammadi, Sultan
Committee Members:	Alshayeb, Mohammad and Sheltami, Tarek and Bounceur, Ahcene
Depositing User:	IBRAHEEM AL-HEJRI (g201404380)
Date Deposited:	21 May 2024 10:22
Last Modified:	21 May 2024 10:22
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142866