Разработки учёного из Университета Иннополис: новый сервис беспроводной зарядки электротранспорта, шифрование данных для облачных хранилищ и сеть для общения умного транспорта

Работы профессора Рашида Хусcейна и исследователей из Университета Кенессо и Университета Ханьянга приняты мировыми научными журналами IEEE Transactions on Vehicular Technology, Concurrency and Computation и Wireless Personal Communication. 

Разработки учёного из Университета Иннополис: новый сервис беспроводной зарядки электротранспорта, шифрование данных для облачных хранилищ и сеть для общения умного транспорта

Сеть для общения умного транспорта

В первой работе, которая опубликована в журнале IEEE Transactions on Vehicular Technology, Рашид Хуссейн подробно рассмотрел проблему развёртывания придорожных станций (устройств связи и вычисления информации) в децентрализованной транспортной сети (VANET) в придорожной зоне.

Желание заранее знать о неожиданных неприятностях предстоящей поездки, чтобы объехать пробки, «убитые» дороги и многочисленные дорожные работы объединяет всех участников дорожного движения. 

Если транспорт связать единой умной системой, она смогла бы сообщать водителям о дорожной обстановке. Такая система предупредит о масштабах пробки, избавит водителей от «писем счастья», предупреждая о скоростном режиме и изменении дорожной разметки.

Эта система даже способна предотвращать потенциальные аварии: если у идущей впереди машины обнаружилась проблема с тормозами, то сеть передаст эту информацию по цепочки всем автомобилям, которые едут за ней, предупреждая о потенциальной опасности.

Всё эти задачи решает сеть связи транспортных средств VANET. Она связывает машины не только через интернет, но и образует с их помощью специальную сеть, где каждый транспорт общается с друг другом.

За последние десятилетия автомобильная индустрия и наука расширили научно-исследовательскую базу для исследований в области интеллектуальных транспортных систем (англ. ITS) и получили ценные результаты, связанные с применением сети VANET. Благодаря уникальным свойствам эта сеть способна изменить взгляд на управление транспортом: увеличить безопасность вождения, помочь водителю в навигации, информировать о дорожном движении в реальном времени и предупреждать об авариях и состоянии дорог.

Но для реализации технологии VANET в масштабах страны необходима развитая придорожная инфраструктура, а частые колебания стоимости придорожных станций, которые обеспечивают сетевое подключение и взаимодействие между движущимися транспортными средствами в сети, заставляют инвесторов сомневаться в целесообразности установки станций и развитии технологий VANET, опасаясь за вложенные средства.

В своей работе профессор Хуссейн представил три стратегии по реализации придорожных станций с учётом максимальной эффективности, надёжности и экономичности. Они включают в себя установку придорожных станций в стационарных пунктах, использование общественного транспорта и других средств передвижения, которые принадлежат органам местного самоуправления, в качестве мобильных придорожных станций. 

«Комбинация этих методов поможет решить нехватку станций, обеспечить полноценное сетевое взаимодействие между транспортными средствами на дороге при ограниченном бюджете и положить начало популяризации сети VANET», — заявил учёный.

 

Безопасное хранение данных в общественных облачных хранилищах

Второй проект Рашид Хуссейн описал для журнала Concurrency and Computation: Practice and Experience и онлайн библиотеки Wiley. В нём ученый решает вопросы конфиденциальности пользователей и безопасного обмен данными в мобильной среде облачных вычислений.

Облачные вычисления в приложениях для мобильных устройств — новая вычислительная парадигма, включающая в себя мобильные устройства с ограниченными ресурсами и общедоступные облачные системы.

Модель облачных вычислений помогает пользователям хранить гигабайты данных. Но проблемы в области безопасности и конфиденциальности личных данных ограничивают её потенциал.

Мобильные устройства (смартфоны, планшеты, ПК) содержат ряд датчиков: GPS, камеры, микрофоны, являющиеся источниками персональных данных. Есть объективная угроза, что эта личная информация попадёт в руки мошенников, поэтому защита мобильных данных — первостепенная задача разработчиков. 

Беспокойство для пользователей несёт и тот факт, что в мобильной среде конфиденциальные данные хранятся в общедоступном облачном хранилище. Некоторые мобильные приложения предполагают обработку личных данных, которые впоследствии попадают в общественный доступ. Таким образом поставщики услуг или злоумышленники могут добраться до этих конфиденциальных данных. 

Безопасность приложений зависит от уровня доступа к облачным хранилищам, которые напротив подвержены нарушению конфиденциальности, поскольку утечка данных может быть спровоцирована поставщиком мобильных услуг. Для решения вопросов безопасности в подобных общественных хранилищах используется повторное шифрование данных (англ. PRE) — криптографическая система. В научной литературе уже описаны некоторые схемы повторного шифрования данных, однако они не подходят для мобильных средств из-за ограниченных ресурсов мобильных устройств.

Для решения этой проблемы учёный из Университета Иннополис и его соавторы предложили новый метод повторного шифрования на прокси-сервере в мобильной среде с помощью сложных математических вычислений. Метод получил название CPRE-M. 

Преимущество схемы в том, что она предполагает ограничение расхода вычислительных ресурсов мобильных устройств, сохранение конфиденциальности и безопасный обмен данными между несколькими пользователями в мобильной среде за счёт продуманной структуры. 

Процесс происходит следующим образом: первичное шифрование происходит в момент отправки файла с телефона. До того, как файл попадёт в облачное хранилище, он проходит через специальный промежуточный компьютер-посредник (прокси-сервер), который повторно зашифровывает информацию. Таким образом, в облачное хранилище попадает файл, который невозможно прочесть, не имея композитного ключа. Композитный ключ — комбинация ключей, сформированных в ходе первичного шифрования и повторного шифрования на прокси-сервере.

«С помощью этого метода можно безопасно делиться конфиденциальной информацией, объединяя людей в группу, которая заранее получит оба ключа для работы с зашифрованным файлом», — подытожил Рашид Хуссейн.

 

Интеллектуальная беспроводная зарядка для электротранспорта

Для журнала Wireless Personal Communication, издательство Springer, Рашид Хуссейн описал работу, в которой разрешил проблему оплаты беспроводной зарядки электромобилей с помощью систем беспроводной подзарядки OLEV (Online Electric Vehicle).

Автобусы и автомобили, работающие по технологии OLEV, питаются на остановках, парковках и прямо во время движения. Для внедрения этой схемы потребуется реконструкция всего 5-15% дорожного полотна маршрута. 

Преимущество транспорта с применением этой технологии по сравнению с традиционными электромобилями очевидно — экономия времени за счёт беспроводной зарядки, уменьшение себестоимости автомобилей за счёт использования батареи меньшей ёмкости и возможность отказаться от строительства дорогих стационарных зарядных станций.

Но, несмотря на все плюсы, в мире до сих пор нет метода оплаты, предназначенного для работы с OLEV-технологиями. 

Профессор Университета Иннополис Рашид Хуссейн и его международные коллеги предлагают разместить под дорожным полотном зарядные пластины, состоящие из двух секций: одна — для передачи данных, другая — для питания. Первая секция предназначена для аутентификации транспортного узла, когда он отправляет запрос на получение заряда и контролирует процесс оплаты. Второй модуль служит исключительно для передачи электрического заряда к OLEV- батарее.

«Данный метод прост с точки зрения криптографии, надёжен, защищает конфиденциальные данные и гарантирует отслеживание прецедентов нарушений или кражи средств в случае судебных разбирательств», — комментирует профессор.

Система, установленная в первой секции зарядной пластины, использует токены, чтобы обезопасить процедуру оплаты и защитить конфиденциальные данные пользователя. Токен — устройство, содержащее математические параметры с временной отметкой, закодированное банками. 

«На данный момент у нас на руках только результаты теоретических исследований и математических симуляций, мы еще не сотрудничаем с компаниями, но уверены, что компаниям данные технологии интересны и полезны при удачном исполнении. Например, исследования в области шифрования нужны компаниям, занимающимся облачным хранением данных, а методы и алгоритмы в области беспроводной зарядки и сети VANET будут полезны всей автомобильной промышленности», — подытожил Рашид Хуссейн. 

В центре внимания

Блог на habrahabr

4 Августа 2017
Что отставной генерал НАТО преподаёт студентам Университета Иннополис

В Университете Иннополис студентов обучают профессора и научные сотрудники с опытом работы в ведущих ИТ-компан...

26 Июля 2017
Новшества главной робототехнической олимпиады России в официальном видео

Опубликовали видео о Всероссийской Робототехнической Олимпиаде, которая проходила на базе Университета Иннопол...

18 Июля 2017
Разыменование нулевых указателей больше не проблема

Дефект, который справедливо считается «чумой» современного программирования преодолим. Предлагаем ознакомиться...

24 Июня 2017
Россия — Мексика: исторический футбольный матч роботов, управляемый болельщиками через Твиттер

Матч роботов, под управлением российских и мексиканских пользователей Твиттера начнётся сегодня, в 15:00 по мо...

Новости по теме

Популярные новости

Сайт находится в технической разработке