در این پایان نامه، به بررسی اثر همکاری مبتنی بر رله بین گیرنده ها در کانالی شامل دو فرستنده و دو گیرنده می پردازیم. برای استفاده مناسب تر از پهنای باند فرکانسی در این کانال، یکی از فرستنده ها شناختی می باشد و برای جبران اثر مخرب تداخل ایجاد شده ناشی از ارسال هم زمان فرستنده ها، گیرنده ها برای فرستنده های غیر متناظر خود، نقش رله را ایفا می کنند. اگر یکی از گیرنده ها برای فرستنده غیر متناظر خود نقش رله را ایفا کند، کانال را با همکاری جزئی و در غیر اینصورت با همکاری کامل می نامیم. معیار سنجش در این پایان نامه، نرخ قابل حصول و ناحیه نرخ قابل حصول می باشد. کانال رادیوی شناختی با همکاری مبتنی بر رله را، در دو حالت گسسته زمان و گوسی مورد بررسی قرار می-دهیم. برای هر یک از کانال های مذکور، یک ناحیه نرخ قابل حصول و یک کران بالای ظرفیت به دست می آوریم و در حالت نازل، ظرفیت این کانال ها را محاسبه می کنیم. نشان می دهیم که همکاری مبتنی بر رله بین گیرنده ها، افزایش نرخ قابل توجهی را برای هر دو کاربر کانال در پی دارد.

ر این پایان نامه نظریه هماهنگی را به عنوان مسأله ای کلی تر از مسأله ی صرفا مخابراتی که هدف آن ارسال منابع اطلاعاتی و بازسازی فرآیندهای تصادفی در شبکه ای از گره های توزیع یافته است، بررسی می کنیم. در حقیقت، مسائل صرفا مخابراتی زیرمجموعه ای خاص از این دست مسائل هستند. هدف مطرح شده در این پایان نامه آن است که با حداقل مخابره ی اطلاعات مبادله شده ی موردنیاز بر روی یال های با ظرفیت محدود بین گره های شبکه، مجموعه های قابل حصول از توزیع های مشترک وظایف قابل انجام توسط گره ها را تعیین کنیم. برای این دسته از مسائل، هماهنگی عمومی و هماهنگی خصوصی را معرفی می کنیم. منظور از هماهنگی عمومی، ایجاد یک همبستگی بین تمام گره های موجود در شبکه، بدون در نظر گرفتن اولویت یا برتری در سطح دسترسی به منابع اطلاعاتی هر گره است و مقصود از بیان هماهنگی خصوصی ایجاد یک همبستگی با توزیع احتمال مشترک مطلوب بر روی زیرمجموعه ای از گره های موجود در شبکه است که هدفی خاص برای انجام وظیفه ای محرمانه را پیگیری می کنند. معیار ما برای ایجاد هر دو نوع همبستگی، هماهنگی قوی می باشد که برای مدل ارائه شده، شبیه به کانال پخشی، بدون در نظر گرفتن منابع تصادفی مشترک، کران درونی قابل حصولی را ارائه می کنیم.

در این رساله، یکی از مباحث مهم در رمزنگاری یعنی رمزنگاری مبتنی بر مشخصه را موردبررسی قرار می دهیم. رمزنگاری مبتنی بر مشخصه یک نوع از رمزنگاری مبتنی بر شناسه است که دارای انعطاف بیشتر و کاربردهای متنوع تری نسبت به رمزنگاری مبتنی بر شناسه است. در رمزنگاری مبتنی بر مشخصه، شناسه کاربران از چند مشخصه قابل توصیف تشکیل می شود که این ویژگی امکان مدیریت بیشتر و انعطاف بیشتر را برای کاربران و شبکه ها فراهم می کند. ویژگی ها منحصربه فرد این نوع از رمزنگاری موردتوجه بسیاری از پژوهشگران این حوزه قرارگرفته است و پروتکل ها، توابع رمزنگاری، امضاهای رقمی و کاربردهای مختلفی مبتنی بر رمزنگاری مبتنی بر مشخصه تاکنون معرفی شده اند. در این رساله ابتدا به معرفی رمزنگاری مبتنی بر مشخصه و کاربردهای آن می پردازیم ‍‍. سپس یک پروتکل توافق کلید سه بخشی مبتنی بر مشخصه ارائه می کنیم که در این پروتکل سه کاربر که مجموعه مشخصه هایشان خط مشی از پیش تعیین شده ای را برآورده می کنند، بعد از تبادل یکسری اطلاعات یک کلید مشترک می سازند. امنیت پروتکل پیشنهادی بر اساس مدل سروش تصادفی اثبات شده است که برای امنیت قابل اثبات این پروتکل، یک مدل پیشنهادی ارائه می کنیم که بر اساس آن بتوان اثبات کرد که هرگونه حمله موفق بر پروتکل پیشنهادی معادل حل یک مسئله سخت است و بنابراین نتیجه می گیریم که پروتکل پیشنهادی امن است. در ادامه، به یکی از مهم ترین کاربردهای رمزنگاری مبتنی بر مشخصه یعنی ساختارهای کنترل دسترسی امن می پردازیم و با در نظر گرفتن نیازهای امنیتی شبکه های هوشمند انرژی، یک طرح اشتراک داده با استفاده از رمزنگاری مبتنی بر مشخصه ارائه می کنیم. در این طرح اشتراک داده، فرستنده پیام می خواهد داده خود را با یک مجموعه خاص از کاربران شبکه به اشتراک بگذارد. او ابتدا یک ساختار دسترسی تعیین و سپس با استفاده از یک تابع رمزنگاری مبتنی بر مشخصه، داده خود را رمز و به مرکز ذخیره داده ارسال می کند. کاربر گیرنده پیام با استفاده از یک توکن به مرکز ذخیره داده نشان می دهد که مجموعه مشخصه های او با ساختار دسترسی متن رمز شده تطابق دارد و سپس با کمک مرکز ذخیره داده، به متن آشکار دست می یابد. نشان می دهیم که طرح پیشنهادی ، تمامی الزامات امنیتی شبکه های هوشمند انرژی را برآورده می کند و ازلحاظ کارایی برای شبکه های هوشمند انرژی مناسب است.

چکیده ندارد.