با پیشرفت علم و تکنولوژی هر روز میلیون ها نفر از کاربران به تولید و تبادل حجم زیادی از اطلاعات در زمینه های مختلف می پردازند که نه تنها در حمل و نقل اطلاعات بلکه در ذخیره سازی اطلاعات نیاز به امنیت کامل دارند. با گذشت زمان الگوریتم های رمز نگاری بسیاری بوجود آمده، سند سازی شدند. این رساله پیشنهاد پیاده سازی الگوریتم استاندارد رمز نگاری پیشرفته ( aes) با توجه به کاربرد های مختلف آن را داده است. این الگوریتم با معماری های مختلفی قابل پیاده سازی است که در فصل های بعدی به آن اشاره می شود. الگوریتم رمز نگاری aes دارای چهار تبدیل: جانشینی بایت ها ، شیفت چرخشی بایت ها ، تلفیق و درهم سازی و همچنین جمع (xor) کلید با کلمات در هر دور است. این رساله پیاده سازی الگوریتم را با معماری خط لوله (pipelining) بر روی تراشه xilinx virtex6 انجام داده است. یکی از پیشنهاداتی که در این رساله شده است، بدین صورت است که به جای استفاده از بلوک های تبدیلات جانشینی بایت ها و شیفت چرخشی بایت ها، آن دو را در یک بلوک قرار دهد که باعث کاهش مصرف می شود، و در جاهایی استفاده می شود که نیاز به سطح کم باشد از قبیل کارت های کوچک هوشمند و تلفن-های سلولی و یا موبایل مورد استفاده قرار می گیرد. در بسیاری از کار های گذشته برای پیاده سازی تبدیلات جانشینی بایت ها و معکوس آن معمولاً از جدول مراجعه ( lut) استفاده شده بوداما در این رساله برای کم کردن بروندهی به جای استفاده از جدول مراجعه که فضای زیادی را در حافظه اشغال می کند، با پیاده سازی آن توسط اشتراک گذاری منبع برای تبدیل جانیشینی بایت هاتوانسته حجم کمتری از حافظه را اشغال کند و نیز توان تبدیل جانشینی بایت ها 3% نسبت به حالت معمولی کاهش دهد، روش های ارائه شده توسط vhdlmodelsim-se شبیه سازی شده است.

مسیریابی امن در شبکه هوشمندیک مشکل اساسی است زیرا زیرساخت قدرت با فناوری های ارتباطی جدید در حال ادغام شدن است. در این پایان نامه یک الگوریتم مسیریابی آگاه از طیف امن در شبکه های حسگر رادیوشناختی با کاربرد شبکه هوشمند ارائه شد. این الگوریتم مسیریابی از فناوری رادیو شناختی در شبکه های حسگر بی سیم بهره برد تا شرایط انتشار محیط خشن در سیستم های قدرت را کمتر کند و از الزامات کیفیت سرویس برای برنامه های کاربردی شبکه هوشمند بهره ببرد. هدف نهایی این الگوریتم مسیریابی شناسایی گره¬های سیاه چاله در شبکه و حذف آن ها بود، با شناسایی این سیاه چاله¬ها امنیت ارسال اطلاعات در شبکه افزایش یافت. هم چنین نرخ تحویل بسته در مقصد و میزان از دست دادن بسته ها به صورت قابل ملاحظه¬ای بهبود یافت. روش پیشنهادی سعی می کند با در نظر گرفتن دو نوع مدل گره متفاوت کاربران ثانویه و کاربران اولیه کارایی طیفی را بهبود بخشد و بهترین مسیر را برای دست یابی به الزامات کیفیت سرویس شبکه هوشمند ایجاد کند. در کنار این پارامترها بعد مهم امنیت قرار دارد که در این الگوریتم مسیریابی در نظر گرفته شد. همان طور که قبلاً ذکر شد، الگوریتم مسیریابی پیشنهادی با دو الگوریتم sp-delay و sp-madm مقایسه شد و نتایج آن در فصل چهار ارائه شد. همان طور که مشاهده کردیم در کنار امن شدن مسیر برخی از پارامترهای کیفیت سرویس بهتر شدند و برخی نیز به قیمت به دست آوردن امنیت که یکی از چالش های مهم شبکه هوشمند است بدتر شدند.

پس از ارائه اولین گزارش ها در مورد نانو لوله های کربنی با خواص خاص و چشمگیر الکترونیکی ، نوری و شیمیایی ؛ آنها از دیدگاه کاربردی جهت تحقیقات اساسی ، موضوعی جذاب برای پژوهش در حوزه های گوناکون دانش بوده اند. از جمله مباحثی که در این زمینه مورد بررسی قرار گرفت مبحث ترانزیستور های اثر میدان نانو لوله کربن((cntfet می باشد. در ابتدا چگونگی عملکرد این قطعه خیلی واضح نبود اما با پیشرفت های بعدی ؛ شناخت تکنولوژی آن با سرعت بسیاری انجام شد . در اینجا پس از بررسی ساختار الکترونی نانو لوله ها و روش های ساخت و پیاده سازی و جایگذاری آن در ترانزیستور ها ، به بررسی ترانزیستور های cntfet و نحوه کار این نوع ترانزیستور ها با ارائه یک طراحی بهینه از تمام جمع کننده تک بیتی به عنوان مدار پایه محاسباتی که از مهم ترین عناصر در مدارات دیجیتال هستند خواهیم پرداخت . ارائه یک طراحی بهینه از این عنصر کمک قابل توجهی به بهبود پارامتر های خروجی این مدارات خواهد کرد. برای طراحی مدار مورد نظر ما از 32 ترانزیستور استفاده نمودیم ، لذا طراحی را بگونه ای انجام داده ایم که مدار در ولتاژ ها متفاوت نیز به درستی کار کند. در ادامه طرح مدار پیشنهادی را با استفاده از شبیه ساز hspice و کتابخانه ترانزیستور cntfet ، شبیه سازی کرده و مقدار توان مصرفی و همچنین تاخیر مدار و پارامتر pdp را بدست آورده ایم . در پایان با توجه به مطالب بیان شده که بیانگر بهبود درپارامتر های مداری می باشد به نتایج بهینه تری نسبت به طراحی های مشابه گذشته با fet های سیلیکانی دست خواهیم یافت.

بیشتر روش های سنتی بهینه سازی مبتنی بر محاسبه مشتقات تابع هدف هستند که این مساله موجب افزایش حجم محاسبات ریاضی می شود. در این مطالعه به منظور بهینه سازی سازه ها از الگوریتم تقریب سازی تصادفی مبتنی بر آشفته سازی همزمان (spsa) استفاده شده است. این روش به منظور تقریب سازی تصادفی گرادیان هر تابع، مستقل از تعداد متغیرهای طراحی، تنها به دو بار ارزیابی آن تابع نیازمند است. به منظور بررسی کارآیی این روش تعدادی سازه خرپایی و سازه فضاکار بهینه سازی می شوند که نتایج عددی نشان دهنده کارآیی بسیار بالای این الگوریتم در مقایسه با کارهای مشابه سایر مراجع می باشد. در ادامه برای بهبود عملکرد این الگوریتم از الگوریتم حرکت پرندگان (pso) استفاده می کنیم که از حرکت غریزی پرندگان به سمت غذا الهام گرفته شده است. پس از اطمینان از کارآیی الگوریتم pso با الگوریتم spsa ترکیب گردید تا به بهبود نتایج و کاهش تعداد تحلیل های سازه دست یابد. به منظور بررسی کارایی الگوریتم حاصل از این ترکیب که spsa-pso نامیده شده است تعدادی سازه مرجع با استفاده از این روش بهینه سازی می شوند. نتایج بدست آمده نشان دادند که روش spsa-psoدر بسیاری از موارد بهتر از spsa ، pso و همچنین روشهای ذکر شده در سایر مراجع عمل کرده و به جواب های بهتر با تعداد تحلیل کمتر همگرا شده است.