I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2021 ,   pp.   18 08 ~ 18 19   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 21 .i 3 . pp 180 8 - 1819             1808       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   T o w a r d s d e si g n   st r o n g   e m e r g e n c y   a n d   C OV ID - 19  a u t h e n t i c a t i o n   s c h e m e   i n   V A N E T       A k e e l   K as s i m   Le ab y 1 ,   A l i   Y as s i n 2 ,   M u s h taq   H as s o n 3 ,   A b d u l l ah   R as h i d 4   1 , 2 , 3 C o m put e r   S c i e nc e   D e p a r t m e n t ,   E d uc a t i o n   C o l l e g e   f o r   P ur e   S c i e nc e ,   U n i v e r s i t y   of   B a s r a h,   B a s r a h   610 04,   I r a q   4 E duc a t i o C o l l e g e   f o r   H um a S c i e nc e ,   U n i v e r s i t y   o f   B a s r a h,   B a s r a h,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e A ug   2 1,   202 0   R e v i s e D e c   2 ,   2 020   A c c e pt e D e c   22 ,   2 021       T he   w i de   us e   o f   v e hi c ul a r   a d   ho c   ne t w o r ks   ( V A N E T s )   i t h e   l a s t   d e c a de   h a s   l e m a ny   r e s e a r c he r s   t o   f i nd  e f f i c i e nt   a nd  r e l i a bl e   m e t ho ds   t o   o bt a i t he   de s i r e be n e f i t s   a nd  o f f e r   s e r v i c e s ,   s uc a s   he a l t hc a r e   a nd  t r a f f i c   m a na g e m e nt .   H o w e v e r ,   V A N E T s   s uf f e r   f r o m   s e c ur i t y   i s s u e s   r e pr e s e n t e by   a ut h e n t i c a t i o a nd  d a t a   i n t e g r i t y .   I t hi s   p a pe r ,   w e   p r o po s e   a   r o bu s t   m ut ua l   a ut h e n t i c a t i o s c he m e   ba s e o e l l i p t i c   c ur v e   c r y pt og r a phy   ( E C C ) ,   c r y pt og r a phy   H a s F unc t i o n,   a nd  a   ps e udo ny m .   T he   pr o po s e w o r w a s   t w o f o l i f oc us :   f i r s t ,   o he a l t hc a r e   i n   e m e r g e nc y   c a r s   w h i c us e   V A N E T s ,   a nd  s e c o nd,   o ov e r c om i ng   s e c ur i t y   i s s ue s ,   s uc a s   r e s i s t i ng   f a m i l i a r   a t t a c ks   ( e . g .   i n s i de r   a t t a c ks   a n r e pl y   a t t a c ks ) .   B e c a u s e   o f   t he   s e r i o us   s i t ua t i o g e ne r a t e d   by   t he   w o r l dw i de   o u t br e a k   o f   t he   C o v i d - 19  e p i de m i c ,   w e   a l s o   f o und  t hi s   r e s e a r c v a l ua b l e   i s uppo r t i ng   g l o ba l   e f f o r t s   t o   c o m ba t   t h e   r a p i s pr e a o f   t h i s   v i r u s ,   by   f i ndi ng   t he   s a f e s t   a nd   f a s t e s t   r o ut e s   t o   e pi de m i c   t r e a t m e nt   c e n t r e s   f o r   m e di c a l   s t a f f ,   a s s i s t a nc e   t e a m s   i m e d i c a l   o pe r a t i o ns ,   f um i g a t i o c o nt r o l ,   a nd  a l l   w o r t e a m s   a s s o c i a t e w i t di s e a s e   c o nt r o l .   T h i s   r e s e a r c a t t e m p t s   t o   c o nt r i but e   by   pr o po s i ng   a   s pe c i a l   s i g na l   u s e d   t o   de f i ne   e pi d e m i c   t e a m s .   T h e   be s t   r o ut e ,   f a s t   r o u t e   c a b e   c ho s e by   us i ng   V A N E T s   i nf r a s t r uc t u r e .   T h i s   s c he m e   a l s o   de a l s   w i t m e t r i c   s e c u r i t y   f e a t ur e s ,   s uc a s   ke y   m a na g e m e nt ,   d a t a   i n t e g r i t y ,   a nd  da t a   p r i v a c y .   I t he   c o m m uni c a t i o a nd   c om put a t i o c o s t ,   w e   no t i c e t ha t   o ur   p r o po s e s c he m e   a c hi e v e go od   r e s ul t s   c o m pa r e d   w i t h   t h e   r e l a t e d   w o r ks .     Ke y w or ds :   A ut h e nt i c a t i o n   CO V ID - 19   E CC   E m e r ge n c y   v e h i c l e s   In s i de a t t a c ks   V A N E T   T hi s   i s   a n   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A ke e l   K a s s i m   L e a by   Co m put e S c i e n c e   D e pa rt m e n t   E duc a t i o Co l l e ge   f o r   P u r e   S c i e n c e   U n i v e r s i t y   of   B a s r a h ,   B a s r a 610 04,   I ra q   E m a i l :   a ke e l . k a s i m @ uo b a s r a h. e du. i q       1.   I N TR O D U C TI O N   T h e   r a p i g r o w t h   o f   w i r e l e s s   n e t w o r ki ng  t e c hn o l o g y   l e t o   t h e   c r e a t i o n   o f   a   s pe c i a l   t y pe   o f   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   c a l l e t h e   i nt e rn e t   o f   v e h i c l e s   ( I o V ).   T h e   m o s t   po pul a r   f o r m   of   t h e   Io V   i s   t h e   V A N E T .   It   h a s   b e e n   w i de l y   us e o n   t h e   r o a ds   t o   a c hi e v e   s e ve r a l   go a l s :   f l o w   a n c o n ge s t i o c o n t r o l   [ 1 ] ,   a c c i de n t   a v o i da n c e ,   i m p r o v i n t h e   s a f e t y   of   m o t o r   v e h i c l e s ,   a n k n o w l e dge   o f   t h e   r e a l - t i m e   l o c a t i o n   o f   ve h i c l e s .   I n   f a c t ,   d ri v e r s   c a n   o b t a i n   i n f o rm a t i o n   a b o ut   t h e   s i t u a t i o n   o f   t h e i r   r o ut e   i n   t e r m s   o f   w e a t h e r   a n t ra f f i c ,   t h e   v e h i c l e s   s urr o u n di ng  t h e m ,   a n h o w   t o   a v o i r o a pr o b l e m s   [ 2 ] .   E v e r y   ve h i c l e   c a n   c o nn e c t   t o   t h e   n e a r e s t   v e h i c l e   t hr o ugh   o pe n - s o u r c e   m e di a   b a s e o n   r o a s i de   u ni t s   (R S U s ),   w h i c h   a r e   c o n s i de r e t h e   m a i n   V A N E T   c o m po n e n t .   V A N E T s   a r e   ge n e r a t e by   a ppl y i n t h e   pri n c i p l e s   of   m ob i l e   a h o c   n e t w o r ks   (M A N E T s ) .   T h e s e   t y p e s   of   n e t w o r ks   w e r e   i n t r o duc e i n   2001  u n de r   v e h i c l e - to - v e h i c l e   (V 2V c o m m uni c a t i o n   a n n e t w o r ki n g   a ppl i c a t i o n s ,   w h e r e   t h e   n e t w o r ks   c a n   b e   c r e a t e a n b e a c on s   r e l a y e a m o n v e h i c l e s .   V 2V   a n v e hi c l e - to - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       T o w ar ds   de s i gn   s t r ong   e m e r ge n c y   and   CO V ID - 19   aut he n t i c at i on   s c h e m e   i V A N E T   ( A k e e l   Kas s i m   L e ab y )   1809   r o a ds i de   c o m m u n i c a t i o n s   (V 2I)  a r c hi t e c t u r e s   w i l l   c o - e xi s t   i n   V A N E T s   t o   pr o v i de   n a v i ga t i o n ,   r o a s a f e t y ,   a n o t h e r   s e r v i c e s .   V A N E T s   a r e   a   pa rt   o t h e   i n t e l l i ge n t   t r a n s po rt a t i o n   s y s t e m   (IT S f r a m e w o r k,   s o m e t i m e s   r e f e rr e t o   a s   t h e   i nt e l l i ge nt   t r a n s po r t a t i o n   n e t w o r (IT N )   [ 3 ] .   F i gu r e   1   e xpl a i n s   t h e   m a i n   t hr e e   e n t i t i e s   of  V A N E T   a s   f o l l ow s :   on - b o a r u n i t   (O B U w h i c h   c a rri e s   t h e   s a m e   na m e   of   t h e   v e h i c l e ,   r o a s i de   u ni t   ( R S U ),   a n t r us t e a ut h o r i t y   s e r v e r   (T A S ) .   E a c h   c o m po n e n t   c a rr i e s   o ut   s pe c i f i c   t a s ks   s uc a s   p r o duc i n g   s y s t e m   l i m i t s ,   i de nt i fy i n t r e s pa s s e r s   a nd  r e gi s t e r i ng  v e h i c l e s   t ha t   T A S   r e l a t e s .   R S U s   a r e   n o de s   t ha t   a r e   de pl oy e e n   r o ut e   a n a c t   a s   a   r e l a y   fo r   v e h i c l e s ,   e xc h a n g i n b e a c o n s   a m o n v e h i c l e s   (O BU s i n s i de   t h e   ra n ge   o f   R S U s   kn o w n   a s   V 2V .   T h e   i n t e r c h a nge   of   be a c o n s   b e t w e e n   t h e   v e h i c l e s   (O BU s a n t h e   V A N E T   i n f r a s t ruc t u r e   (R S U s i s   r e f e r r e t o   a s   v e hi c l e - to - i n f r a s t ruc t u r e   (V 2I)   c o m m u n i c a t i o n .   V A N E T   us e s   IE E E   8 02 . 11 p r o t o c o l   i n   V 2V   a n V 2I  c o m m u n i c a t i o n s .   I E E E   8 02. 1 1P   i s   t h e   b a s i s   of   de di c a t e s h o rt - ra n ge   c o m m uni c a t i o n s   (D S R C)  a n i s   a a pp r o v e c h a n ge   t o   t h e   IE E E   802 . 11  s t a nd a rd.   T h e   n e w e r   ve r s i o n   h a s   w i r e l e s s   a c c e s s   i n   v e h i c ul a r   e n v i ro n m e n t s   (W A V E );   i t   de f i n e s   e n ha n c e m e nt s   t 802. 11  ( t h e   b a s i c s   o pr o duc t s   m a r ke t e a s   W i - F i t o   s uppo r t   i nt e l l i ge n t   t ra n s po rt a t i o n   s y s t e m s   (IT S a ppl i c a t i o n s .   I n f o r m a t i o n   b e t w e e n   hi g h - s pe e v e h i c l e s   a nd  V A N E T   i n f r a s t ruc t u r e   i s   e xc h a nge us i n a   5 . 9   G H z   (5. 85 5. 9 25  G H z b a n d.   I E E E   1609  i s   a   hi g h e r - l a y e s t a n da rd  b a s e o n   IE E E   802 . 11p ;   i t   i s   a l s o   t h e   b a s i s   of   a   V A N E T   us e s   IE E E   802 . 11p  p r o t o c o l   i n   V 2V   a n V 2I  c o m m uni c a t i o n s .   IE E E   8 02. 1 1P   i s   t h e   b a s i s   of   de di c a t e s h o rt - ra n ge   c o m m uni c a t i o n s   (D S R C)  a n i s   a a pp r o v e c h a n ge   t o   t h e   IE E E   802 . 11  s t a nda rd.   T h e   n e w e r   ve r s i o n   h a s   w i r e l e s s   a c c e s s   i n   v e h i c ul a r   e n v i ro n m e n t s   (W A V E );   i t   de f i n e s   e n ha n c e m e nt s   t 802. 11  ( t h e   b a s i c s   o pr o duc t s   m a r ke t e a s   W i - F i t o   s uppo r t   i nt e l l i ge n t   t ra n s po rt a t i o n   s y s t e m s   (IT S a ppl i c a t i o n s .   I n f o r m a t i o n   b e t w e e n   hi g h - s pe e v e h i c l e s   a nd  V A N E T   i n f r a s t ruc t u r e   i s   e xc h a nge us i n a   5 . 9   G H z   (5. 85 5. 9 25  G H z b a n d.   I E E E   1609  i s   a   hi g h e r - l a y e s t a n da rd  b a s e o n   IE E E   802 . 11p ;   i t   i s   a l s o   t h e   b a s i s   o a   E ur o pe a n   s t a n d a r f o r   v e h i c ul a r   c o m m u n i c a t i o n   k n o w n   a s   E T S IT S - G 5 .   I n de e d,   a l l   o t h e   m e s s a ge s   i n   V A N E T   a r e   e xc ha n ge v i a   o pe n - s o ur c e   m e di a   [ 4 ] .   T hi s   s t udy   pr o po s e s   a a u t h e n t i c a t i o n   s c h e m e   fo r   t h e   V A N E T   e n v i r o nm e n t   t ha t   us e s   e l l i pt i c - c ur v e   c r y pt o gr a p h y   (E CC) ,   a   c r y pt o gr a p h y   h a s h   f un c t i o n   (S A H - 512),   t o   p r e pa r e   t h e   ps e udo n y m s   a n o t h e r   e n c r y pt e i n f o r m a t i o n   f o r   e a c v e h i c l e .   O u w o r ha s   s e ve r a l   b e n e f i t s ,   s uc h   a s   m ut ua l   a ut h e nt i c a t i o n,   a   s e c ur e   m a n a ge m e nt   ke y ,   us e r   i de n t i t y   r e c o gn i t i o n,   r e s i s t a n c e   t o   w e l l - kn o w n   a t t a c ks   (e . g. ,   r e pl y ,   m a n   i n   t h e   m i d dl e   [M IT M ],   a n i n s i de r   a t t a c ks ) ,   a n p r e s e r v i n g   V A N E T   d a t a   p r i v a c y .   T h e   p r o po s e s c h e m e   s uppo r t s   t h e   h e a l t c a r e   do m a i n   i n   t e rm s   o f   e m e r ge n c y   v e h i c l e s ,   e s pe c i a l l y   fo r   a m b ul a n c e s   a n d   CO V ID - 19  v i r us   t r e a t m e nt   t e a m s .   T h e   s c h e m e   c a p r o v i de   t h e s e   v e h i c l e s   w i t h   t h e   s h o rt e s t   r o ut e   a n s ugge s t   a l t e rna t i v e   r o ut e s   i f   a n y   c o n ge s t i o n   o r   a c c i de n t s   o c c ur   b a s e o n   i t s   k n o w l e dg e   of   CO V ID - 19  t r e a t m e nt   c e nt r e   l o c a t i o n s .   T h e   r e s t   o f   t h e   pa pe r   i s   o rga ni s e a s   f o l l ow s :   S e c t i o n   de m o n s t r a t e s   t h e   pri m i t i v e s   a n s y s t e m   m o de l ,   S e c t i o n   e xpl a i n s   t h e   r e l a t e w o r ks ,   S e c t i o n   p r o v i de s   a   de t a i l e o ut l i n e   o f   t h e   pr o po s e s c h e m e ,   S e c t i o n   c o nt a i n s   a   s e c uri t y   a n a l y s i s   a n d   r e po r t s   o t h e   e xpe ri m e n t a l   r e s ul t s   a n d   S e c t i o c o n c l u de s .           F i gu r e   1 .   V A N E T   c o m po n e n t s         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2 021   :     1808   -   1819   1810   2.   P R I M I TI V ES   A N D   S Y S T EM   M O D EL   T h i s   s e c t i o n   de s c r i b e s   a l l   of   t h e   pr o po s e s c h e m e   r e qui r e m e nt s   t o   a c h i e v e   t h e   m a i n   go a l s .   It   b e i n gs   by   e xpl a i n i ng  t h e   p h y s i c a l   c o m p o n e nt s   n e c e s s a r y   fo r   a   V A N E T   e n v i r o n m e nt .   It   t h e n   de m o n s t r a t e s   a   V A N E T ’s   s e c uri t y   a n p r i v a c y   r e qui r e m e nt s   a n d   t h e   m a t h e m a t i c a l   t o o l s   us e i t hi s   w o r k.       2. 1 .       C r yp to gr ap h i c   T O O LS   a)   E l l i pt i c   c u r v e   c r y pt o gr a p h y   (E CC)   T h i s   t y p e   of   c r y pt o gr a p h i c   t o o l   h a s   b e c o m e   w i de l y   us e t o   de s i gn   s e c ur i t y   m e t h o ds   a n d   di g i t a l   s i g n a t u r e s .   I t   f i r s t   a ppe a r e i n   1 958 ,   de s i g n e d   by   M i l l e [1] .     b)   S H A - 51 c r y pt o gr a p hi c   ha s h   f u n c t i o n   a l go ri t hm     S e c ur e H a s h   F u n c t i o n   512  i s   a   p a r t   o f   t h e   U . S   F e d e r a l   I n f o rm a t i o n   P r o c e s s i n S t a n d a r a n o n e   of  a   s e t   o f   ha s f un c t i o n s   de s i g n e d   by   t h e   na t i o na l   s e c ur i t y   a ge nc y   (N S A i t h e   U n i t e S t a t e s   o f   A m e r i c a   [ 5 - 8 ] .       2. 2 .       S ys t e m   m o d e l   T h e   p r o po s e s c h e m e   c o n t a i n s   t h e   f o l l ow i n c o m po n e n t s :     c)   T r us t e a u t h o ri t y   s e r ve r   pa rt   (T A S ha s   t h e   f o l l ow i n f e a t u re s :   F ul l y   t r us t e a n po s s e s s e s   l o c a t i o n s   of  a l l   c o m po n e nt s ,   ge n e r a t e s   s y s t e m   pa r a m e t e r s   a n d   p r o c e s s e s   t h e   j o i n i n g   r e que s t s ,   c o nn e c t e wi t h   R S U s   v i a   s e c ur e   w i r e s y s t e m   a n c o m m u n i c a t e s   w i t h   R S U s   i n   re a l   t i m e   p r o c e dur e s   a n c a n   ge n e r a t e   a n y   m e s s a ge   i f   n e e de d.   d)   R S U s   w i t h   t h e   f o l l ow i n s pe c i f i c a t i o n s :   d e pl oy e ov e r a l l   r o a t o   c o n s t r uc t   V A N E T   ra n ge ,   t h e   n e i g h b o ur e R S U s   h a v e   a   s m a l l   c o n f e r e n c e a r e a   t o   ke e O BU s   c o n n e c t e t o   t h e   s y s t e m ,   R o ut e   a n d   i n t e r c ha n ge   i n f o r m a t i o n   b e t w e e n   v e h i c l e s   a n i n f ra s t r uc t u r e ,   a n R S U s   a r e   c o n n e c t e t o   e a c h   o t h e r   a n t o   T A S   v i a   s e c ur e   w i r e d   s y s t e m s   t o   ke e s e c ur i t y   a n d   i nt e gri t y .     e)   V e h i c l e ’s   o n b o a r u ni t   (O B U s h a s   t h e   f o l l ow i n s pe c i f i c a t i o n s :   U s e   IE E E   802. 11p  p r o t o c o l   t o   m a n a ge   t r a n s m i s s i o n   o f   da t a   w i t h   e a c h   v e hi c l e   a n i n f ra s t ruc t u r e ,   ha s   t e m pe r   p r o of   de v i c e   (T P D ),   a c c o un t a b l e   fo r   i m p l e m e nt i ng  c r y pt o gr a p h y   a nd  s e c uri t y   pa r a m e t e r s   a nd  H a s   100s   o f   m e t e r s   o f   t r a n s m i s s i o ra n ge .       2. 3 .       M a i n   i s s u e s   V A N E T   i s   a   s e l f - o r ga ni s e n e t w o r k.   S o ,   e m e r ge n c y   ve h i c l e s   a n d   CO V ID - 19   t e a m s   w h o   us e   t h i s   s y s t e m   w i l l   f a c e   m a n y   pr o b l e m s .   W e   c a n   s um m a ri s e   t h e m   a s   f o l l ow s :   Inf or m at i on  s e c ur i t y   [ 9 ] P e r fo r m an c e ,   H e a l th   c ar e ,   C O V I D - 1 p an d e m i c ,   an d   Q u al i ty   o S e r v i c e   ( Q o S ).       3.   R ELA TE D   WO R K S   In   r e c e n t   y e a r s ,   m a n y   a ut h o r s   ha v e   foc us e o n   V A N E T   s e c uri t y   a n p ri v a c y   i s s u e s .   S o m e   of   t h e s e   w o r ks   c a n   b e   i l l us t ra t e u n de r   t w o   m a i c a t e go r i e s :   pub l i c   ke y   i n f r a s t r uc t u r e   (P K I)  a n i de n t i t y - b a s e (ID s c h e m e s .   In   P K I - b a s e s c h e m e s ,   t h e   r e a l   i de nt i t y   of   v e h i c l e s   i s   h i dd e n   us i n c o v e r e c e r t i f i c a t i o n.   I n   t h e s e   s c h e m e s ,   a   v e h i c l e   o b t a i n s   a   n u m b e r   o f   c e r t i f i c a t e s   du r i ng  t h e   r e gi s t r a t i o p ha s e   us i n i t s   p r i v a t e   ke y -   pa i r s .   R a y a   a n H ub a ux  [5]  p r o po s e a   P K I - b a s e s c h e m e .   Ce rt i f i c a t e   a ut h o r i t y   (CA i s   r e s po n s i b l e   f o r   ge n e ra t i n pri v a t e   a n pub l i c   ke y s ,   a s   w e l l   a s   c e r t i f i c a t i o n .   T h e s e   pa ra m e t e r s ,   r e p r e s e nt e a s   l a rge   n u m b e r s ,   a r e   us e t s i g n   a nd  e n c r y pt   a l l   t h e   v e h i c l e ’s   m e s s a ge s .   T hi s   p r o c e dur e   e n s u r e s   m e s s a ge   i n t e g r i t y ,   b ut   i t   i s   r e s t r i c t e by   t h e   s t o r a ge   s i z e   of   t h e   o n - bo a r u n i t   (O B U )   w h i c h   i s   l i m i t e a n c a nn o t   s t o r e   a   l a r ge   n um b e r   o pri v a t e / pub l i c   ke y s .   A n o t h e r   p r o b l e m   i s   t h e   t i m e   de l a y   c a us e by   a   l a r ge   c e r t i f i c a t e   r e v o c a t i o n   l i s t   (CR L ).   I 2008,   L e t   a l .   [6]  p r o po s e d   E CP P   i n   r e l a t i o n   t o   s e c ur i t y   i n   V A N E T .   E CP P   t r i e s   t o   s o l ve   t h e   s t o r a ge   s pa c e   l i m i t a t i o n   a nd  t h e   i n c r e a s e   i n   CR L   by   c o m pl e t i n t h e   ps e udo n y m   c o m put a t i o n   i n s i de   R S U s .   Z h a ng  e t   a l .   [7]   pr o po s e a   s c h e m e   b a s e o n   k - a n o n y m i t y   a n us i n a   h a s a ut h e n t i c a t i o n   m e s s a ge .   T h e y   n a m e t h e i n e w   s c h e m e   R A IS E ,   w h i c h   s t a n ds   f o r   e ff i c i e n t   r o a ds i de   a i de d.   In   t h i s   s c h e m e   R S U s   a r e   r e s po n s i b l e   fo r   gi v i n g   v e r i f i c a t i o n s ,   t hi s   l e a ds   t o   m i n i m i z e   t h e   c o m put a t i o n   c o s t   a n e n s u r e   ve h i c l e   pri v a c y .   R a j a put   e t   a l .   [ 8 i n t r o duc e   H P P P A   w h i c i s   s ugge s t e t o   s o l v e   P K d r a w b a c k s .   In   H P P P A ,   CRL   m a na ge m e n t   i s   n o t   r e qui r e a n o nl y   t w ps e udo n y m s   o b t a i n e f o r   e a c h   ve h i c l e ,   b a s e o n   i t s   ke y   pa i r s .   T hi s   p r o t o c o l   f a c e s   a   pr o b l e m   w i t t he   s t o r a ge   o f   c e r t i f i c a t i o n s   a n d   t h e   m a na ge m e n t   o ke y s .   In   2 018 ,   y a n e t   a l .   [ 9 p r o po s e CCP P A   P K I -   b a s e p r o t o c o l .   T h i s   w o r s a t i s f i e r e qui r e m e nt s   of  s e c ur i t y   a n p ri v a c y   i n   V A N E T   a n do   n o t   e m pl oy   m a p - to - po i n t   ha s h   f un c t i o n   t o   a c h i e v e   t h e   b e s t   m e s s a ge   v e r i f i c a t i o n.   ID - b as e d   s c h e m e s   w e r e   p r o po s e t o   di s e n t a n gl e   t h e   p r o b l e m   o f   e m e r gi ng  i n   P K I - b a s e s c h e m e s .   Z ha n g   e t   a l .   [ 10 ]   t h e y   us e   i d - b a s e a ggr e ga t e   s i g n a t u r e   a nd  b i l i n e a r   c r y pt o gr a p h y   t o   pr o po s e   c o n di t i o n a l   pri v a c y - pr e s e r v i n p r o t o c o l .   T h i s   a pp r o a c h   u s e s   h i e ra r c h y   i n   ga t h e r i ng  s i g n a t u r e s   a n pa t c v e r i f i c a t i o n.   A l t h o ug h   t hi s   t e c hni que   r e duc e s   t r a n s m i s s i o n   c o s t   a n s t o r a ge   e xpl o i t a t i o n ,   b ut   i t   a l s o   r e duc e s   w a i t i n t i m e   f o r   a ggr e g a t i o n .   Z h a ng  e t   a l .   [ 11 A s s um e s   RS U s   a s   t r u s t e pa rt y   i n   V A N E T .   T h e n,   m u l t i pl e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       T o w ar ds   de s i gn   s t r ong   e m e r ge n c y   and   CO V ID - 19   aut he n t i c at i on   s c h e m e   i V A N E T   ( A k e e l   Kas s i m   L e ab y )   1811   t r us t e a u t h o ri t i e s   o c c ur   i n s i de   V A N E T s   b o d y .   A ut h e n t i c a t i o n   i n   t hi s   pa pe r   de pe n ds   o n   ID - b a s e s i g n a t u r e   a gg r e ga t i o n.   I n   t h i s   w o r k,   t h e   di s t r i b ut i o n   o f   c e r t i f i c a t e s   i s   n o t   c e n t ra l i z e a nd  c o m put a t i o n   i s   o ve rh e a d.   C.   Z h a n e t   a l .   [ 12 P r o po s e I B V   s c h e m e .   I n   a n y   t i m e   w i n do w s ,   t h e   v e r i f i c a t i o n   o f   t h e   r e c e i v e s i gn a t u r e s   a r e   a l l o w e by   b a t c h   v e r i f i c a t i o n   a n i t   i s   m o r e   e ff i c i e n t   a n f a s t e r   t ha n   i f   do n e   us i n s i ngl e   s t e p \ s i n g l e   s i g n a t u r e   v e r i f i c a t i o n.   A l t h o ugh  t hi s   s c h e m e   c a n   s a t i s fy   t h e   a b ov e   g oa l s ,   i t   c a nn o t   s a t i s fy   t h e   s e c ur i t y   i s s ue s   a nd  i t   i s   w e a t o w a r D O S   a t t a c ks .   L e e   a n d   L a i   [ 13 t r y   t o   i m p r o v e   ID   s c h e m e   t o   gi v e   a a dv a n c e   i n   s e c u r i t y   i s s ue s   r e l a t e t o   s c h e m e   t ha t   p r o po s e by   c . z h a n g   e t   a l .   [ 12 ].   T h e   n e w   s c h e m e   a dds   ps e udo n y m   ID - b a s e d   ge n e ra t i o n,   m e s s a ge   v e r i f i c a t i o n ,   a n m e s s a ge   s i g n i ng  t e c hni que s .   H ow e ve r ,   w h e n   t h e   num b e r   o f   v a l i s i g n a t u r e   i n c r e a s e s ,   w e   n o t e   d e gr a d a t i o n   i n   pe r f o r m a n c e .   V i j a y a kum a r   e t   a l .   [ 14 i n   20 16  a do pt e ID - b a s e d   s c h e m e   t o   pr o pos e   dua l   a ut h e nt i c a t i o n   a nd  ke y   m a n a ge m e nt   fo r   s e c ur e   da t a   t ra n s m i s s i o n   i n   V A N E T .   I n   t hi s   r e s e a r c h   T A   c a n   di v i de   v e h i c l e s   t o   pr i m a r y   a n s e c o n da r y   gr o up s   a n e a c h   g r o up  ha s   i t s   s pe c i f i c   ke y s .   T h e   r e f e r e n c e   of   v e h i c l e s   c l a s s i f i c a t i o n   i s   a c c o r di n t o   t h e   s e r v i c e   l e v e l   a gr e e m e nt   S L A ,   t h a t ’s   m e a n s   T A   w i l l   pr o v i de   t w o   t y pe s   of   s e r v i c e s .   T h e   e nt i r e   s h a r e g r o up  ke y s   r e f r e s h e w h e n   a n y   us e r   j o i n s   o r   l e a v e s   V A N E T It   i s   i m po rt a nt   t o   n o t e   t ha t   a l t h o ugh   t hi s   t e c hni que   o ffe r s   f or w a r d / b a c kw a r s e c uri t y ,   t h e   p r i v a c y   i s s ue s   a r e   n o t   a dd r e s s e d.   W a ng  a n N i a nm i [ 15 p r o po s e L IA P   i 2 017.   T hi s   s c h e m e   de a l s   w i t V A N E T s   ID - b a s e pr o b l e m s   s uc h   a s   c o m pl i c a t e r e v o c a t i o n   a n d   h o l ds   t o o   m a n y   v a l i i de n t i t i e s   t o   pr o t e c t   v e h i c l e   p r i v a c y .   V e h i c l e s   a nd  R S U s   a r e   gi v e l o n t e rm   a ut h e nt i c a t i o n.   A l t h o ug h   t h i s   s c h e m e   c a m e e t   t h e   s e c ur i t y   a n d   pri v a c y   r e qui r e m e n t s   b ut   n e gl e c t s   t h e   r e du n d a n t   a u t h e nt i c a t i o n   o v e r h e a d .   I 2020 ,   A l i   e t   a l .   [ 16 p r o po s e d   IB S - CP P A .   T hi s   s c h e m e   i s   b a s e o n   E CC  a nd  h a s h   f u n c t i o n   e n c r y pt i o n   i n   V 2V   b r o a dc a s t i n a nd  s uppo rt   b a t c h   s i g n a t u r e   m o de l s   t o   e n a b l e   ve h i c l e s   t o   a ut h e n t i c a t e   a   l a r ge   num b e r   o be a c o n s   a t   t h e   s a m e   t i m e .   IB S - CP P A   foc us e s   o n l y   o n   V 2V   c o m m u n i c a t i o n   b ut   i t   n e gl e c t s   V 2I  b r o a dc a s t i n w hi c h   a f fe c t s   i n   s o m e   w a y   bo t h   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   a n d   V 2V   b r o a dc a s t s   l o a a n c o s t   c o m put a t i o n.   T a b l e   e xp l a i n s   a   c o m pa r i s o b e t w e e n   o ur   w o r a n o t h e r   r e l a t e d   w o r i s o m e   f e a t ur e s .         T a b l e   1 .   Co m p a r i s o b e t w e e n   p r o po s e s c h e m e   a n d   r e l a t e w o r ks   F e a t u r e   [ 10 ]   [ 11 ]   [ 12 ]   [ 13 ]   [ 14 ]   [ 15 ]   [ 16 ]   [ 17 ]   [ 18 ]   [ 19 ]   [ 20 ]   [ 21 ]   O u w o rk   Co v i d - 1 9   v i ru s   s o l u t i o n s   No   No   No   No   No   No   No   No   No   No   No   No   Y e s   H e a l t h   c a r e   s o l u t i o n s   No   No   No   No   No   No   No   No   No   No   No   No   Y e s   m e e t   t h e   r e v o c a t i o n   re q u i re m e n t   No   No   No   No   ---   No   No   No   No   No   No   ---   Y e s   Re s i s t   i n s i d e a t t a c k s   Y e s   Y e s   No   No   ---   Y e s   Y e s   No   Y e s   Y e s   Y e s   ---   Y e s   Ce n t ra l   v e ri fi c a t i o n   Y e s   Y e s   No   Y e s   Y e s   Y e s   No   No   No   No   Y e s   Y e s   Y e s   Ce n t ra l   a u t h o ri t y   c e n t e r   Y e s   Y e s   No   Y e s   Y e s   Y e s   No   No   No   No   Y e s   Y e s   Y e s   D e s i g n e d   fo a n y   s i z e   o f   V A N E T   s y s t e m   No   No   Y e s   No   No   No   No   Y e s   Y e s   Y e s   No   ---   Y e s   M e e t   s e c u ri t y   r e q u i r e m e n t s   Y e s   Y e s   Y e s   No   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   M e e t   p ri v a c y   r e q u i re m e n t s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   Y e s   P ro c e s s   a n d   s t o ra g e   p r o b l e m s   Y e s   Y e s   Y e s   No   No   No   Y e s   No   No   Y e s   Y e s   ---   No       4.   P R O P O S ED   S C H E M E   T h e   p r o po s e s c h e m e   c o n s t r uc t e d   f r o m   s i x   di f f e r e n t   p ha s e s .   T h e s e   p ha s e s   f o r m   t w o   di f fe r e n t   pr o c e dur e s   b a s e o n   s pe c i a l   f l a g   (S F v a l ue .   T hi s   f l a i n v o l v e i n   j o i ni n r e que s t   m e s s a ge .   S F   v a l ue   de c i de s   t h e   t y p e   of   v e h i c l e   e i t h e r   n o rm a l   i f   (0)  o r   e m e r ge n c y   i f   (1).   T h e   r e s t   o f   t hi s   s e c t i o n   de s c r i b e s   a l l   p ha s e s   a n w h e r e   us e .   A s   s h ow n   be l ow ,   F i gur e   2   de s c r i b e s   n o r m a l   v e h i c l e s   pr o c e dur e s a n d   Fi gu r e   3   for   e m e r ge n c y   a n d   CO V ID - 19  v e h i c l e s   pr o c e dur e s .   T o   e a s e   t h e   u nde r s t a n a l l   e qua t i o n s ,   T a b l e   2   s h o w s   a l l   n o t a t i o n s   w e   u s e i n   o ur   p r o po s e s c h e m e .   I n i t i a l i z a t i o n   p h a s e :   us e i b o t h   S F   v a l ue s .   T h i s   p ha s e   de a l s   w i t h   s y s t e m   pa r a m e t e r s   i n i t i a l i z a t i o n   a n b r o a dc a s t i n t o   a l l   R S U s   a n O B U s .   T h i s   p ha s e   o pe r a t i o n   i s   t h e   r e s po n s i b i l i t y   of   T A S .   T h e   r e gi s t ra t i o n   p ha s e   i s   t h e   s e c o n d   p h a s e .   T h i s   p ha s e   r e l a t e w i t h   v e h i c l e   r e gi s t ra t i o n .   A l t h o ug h   r e gi s t ra t i o n   pha s e   i s   a p pl i e f o r   b o t h   S F   v a l ue s ,   t h e   r e s ul t   i s   t w o   di ff e r e n t   t y pe s   of   ps e ud o n y m s .   W h e n   v e hi c l e   s e n ds   j o i n i n r e que s t   t o   s y s t e m   by   s e n i t s   pub l i c   ke y ,   pa s s w o r d,   a n d   S F   v a l ue   t o   t h e   n e a r e s t   R S U .   T h e n   i t   w i l l   ge t   a   ps e udo n y m   t h a t   i s   us e t o   h i de   ve h i c l e   r e a l   i de n t i t y .   T h e   ps e udo n y m   r e s ul t e f r o m   t h i s   p ha s e   de pe n ds   o n   (S F v a l ue .   T hi r p h a s e   i s   J o i n i n g   p h a s e .   I n   t hi s   p ha s e ,   t h e   l e ga l   v e h i c l e s   s i g na t u r e   a n o t h e pa ra m e t e r s   t h a t   pe r m i t   t o   b e a c o n s   b r o a dc a s t i ng  a n v e r i f y i n o pe r a t i o n s   w i l l   c a l c ul a t e d.   T h e   s i g na t u r e   a l s o   de pe n ds   t h e   v a l ue   of   S F   f l a g.   W h e n   S F = 1,   pe r m i s s i o n   gi v e n   t o   b r o a dc a s t   fo r   bo t h   R S U s   a n O BU s ,   w h i l e   w h e n   S F = 1,   b r o a dc a s t i n g   i s   a l l o w e o n l y   fo r   R S U s .   T h e   b r o a dc a s t i n g   pha s e   b e gi n s   w h e n   v e hi c l e s   b r o a dc a s t   b e a c o n s .   B e a c o n s   c o n t a i n   di f f e r e n t   t y pe s   of   i n fo r m a t i o n .   A s   i l l us t ra t e i n   j o i ni n p ha s e ,   S F   v a l ue   c o n t r o l   t h e   t y pe   o b r o a dc a s t i n g .   R e n e w i n s i g n a t u r e   pha s e W h e n   v e h i c l e s   ow n e i t s   s i gna t u r e ,   t h i s   s i g na t u r e   h a s   l i f e - t i m e .   T h i s   l i f e - t i m e   a l w a y s   c h e c ke i f   e xpi r e a n r e n e w e i t h e   v e h i c l e   i s   v a l i d .   T h e   i m po rt a nt   n o t e   t ha t   e m e r ge n c y   ve h i c l e s   e xc l ude f r o m   r e n e w i n g   s i g na t u r e   o pe r a t i o n   t o   i m p r o v e   pe r f o r m a n c e   a nd  i n c r e a s e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2 021   :     1808   -   1819   1812   pri v a c y   a n s e c ur i t y   i s s ue s   fo r   a l l   e m e r ge n c y   v e h i c l e s .   In   p a r a l l e l   w i t h   p r e v i o us   ph a s e s ,   v e h i c l e s   w i l l   t r a c e   a n r e v o ke   i f   n e c e s s a r y   i n   Tr ac e   an d   r e v o k e   p ha s e .   A n y   m a l i c i o us   v e h i c l e s   a ppe a r s   a gg r e s s i v e   a ga i n s t   s y s t e m   o r   pe n e t r a t e w i l l   t r a c e .   T h e   a c t i o n   a g a i n s t   t h e s e   h o s t i l i t i e s   v e h i c l e s   i s   t o   e xpe l   i t   a n p r e v e n t   f r o m   r e n e w i n s i g n a t u r e .   T h e   t r a c e   a nd  r e v o ke   o pe r a t i o n s   i n c l ud e s   bo t h   n o r m a l   a n d   e m e rge n c y   ve h i c l e s .   A s   w e   de s c r i b e i n   t h e   p r e v i o us   s e c t i o n   t h e s e   p h a s e s   c a b e   e xpl a i ne i n   de t a i l s   a s   f o l l ow s :     4. 1 .       I n i t i al i z ati o n   p h as e s   T A S   i n i t i a t e s   a nd  b r o a dc a s t   a l l   s y s t e m   pa ra m e t e r s   us i n s e c ur e c ha nn e l .   I n   t h i s   p ha s e ,   T A S   a l w a y s   upda t e s   s y s t e m   pa ra m e t e r   t o   m a i nt a i n   s y s t e m   s e c ur i t y .   Ini t i a l i z a t i o n   a n b r o a dc a s t i n s y s t e m   pa r a m e t e r s   c a de s c r i b e   i n   t h e   f o l l ow i n s t e ps : - T A S   s e l e c t   pa i r s   o f   l a r ge   p r i m a r y   n um b e r s   p , .   A n   a ddi t i v e   gr o up  A ,   w hi c i n c l ude s   a l l   E l l i pt i c   Cu r v e   EC ,   w h e r e   E C   de f i n e b y   e qua t i o n :   -   = +  +     .   W h e r e   ,    .   a)   T A S   ge n e ra t e s   ra n do m   n um b e r ,      a s   p ri v a t e   ke y .   T h e c a l c u l a t e   t h e   pub l i c   ke y    = . .   b)   TA S   ge n e r a t e s   t hr e e   h a s h   f u n c t i o n s     1 =    , 2 : { 0 , 1 } × { 0 , 1 } × ×  , 3 : { 0 , 1 }  .   T h e s e   t hr e e   ha s h   f un c t i o n s   r e p r e s e n t   c r y pt o gr a p h i c   ha s h   f u n c t i o n s .   c)   T A S   l o a de t h e   p ri v a t e   ke y   t o   a l l   R S U s   i n   s y s t e m .   d)   T h e   f i na l   s t e p   i s   b r o a dc a s t i n g   ( ,  , , ℎ1 , ℎ2 , ℎ3 )   pa ra m e t e r s   t o   a l l   R S U s   v i a   s e c ur e d   c ha nn e l   (w i r e c h a nn e l ) .           F i gu r e   2 N o rm a l   v e hi c l e s   o pe r a t i o s c h e m e           F i gu r e   3 .   E m e r ge n c y   v e h i c l e s   o pe r a t i o n   i t h e   p r o po s e s c h e m e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       T o w ar ds   de s i gn   s t r ong   e m e r ge n c y   and   CO V ID - 19   aut he n t i c at i on   s c h e m e   i V A N E T   ( A k e e l   Kas s i m   L e ab y )   1813   T a b l e   2 .   N o t a t i o n s   a nd  t h e i r   de s c r i pt i o n s   N o t a t i o n   D e s c ri p t i o n   N o t a t i o n   D e s c ri p t i o n   C   A n   e l l i p t i c   c u rv e     Co n c a t e n a t i o n   o p e ra t o r   A   A n   a d d i t i v e   g ro u p   b a s e d   o n   C     E x c l u s i v e   O ( X O R)  o p e ra t i o n     A   g e n e ra t o r   o A   I   T h e   s i g n a t u re   o t h e   b e a c o n   i s s u e d   f r o m   t h e   RS U     L a rg e   p ri m e   n u m b e r s     T ra f fi c - re l a t e d   m e s s a g e   k   P ri v a t e   a n d   p u b l i c   k e y   p a i r s   sk   T h e   t i m e s t a m p   o f   t h e   s i g n a t u r e   1 ,   2 ,   3   T h re e   s e c u re   h a s h   f u n c t i o n s   s 1 ,   T s2     T i m e s t a m p ,   re c e i v i n g   t i m e   a n d   t i m e   d e l a y   v a l u e s    ,    Re a l   i d e n t i t i e s   o f   t h e   R S U   a n d   v e h i c l e   A b b r   A b b r e v i a t i o n   o f   c r y p t o g ra p h y   o p e ra t i o n s   v1 v2   P s e u d o n y m s   o f   t h e   v e h i c l e   f o r   b ro a d c a s t i n g   M B V O   Mu l t i   Be a c o n s   V e ri f i c a t i o n   O p e ra t i o n s .     P s e u d o n y m   o f   t h e   n o r m a l   v e h i c l e   t o   h i d e   i t s   re a l   i d e n t i t y   S B V O   S i n g l e   B e a c o n   V e ri f i c a t i o n   O p e ra t i o n s      P s e u d o n y m   o f   t h e   e m e rg e n c y   v e h i c l e   t o   h i d e   i t s   r e a l   i d e n t i t y   BG S   Be a c o n s   G e n e ra t i o n   a n d   S i g n i n g     Ra n d o m   i n t e g e r     P a s s w o r d       4. 2 .       R e gi s t r ati o n   p h as e   T h e   r e gi s t ra t i o n   f o r   a n y   n e w   us e r   n e e t o   j o i n   V A N E T   pa s s e s   t h r o ug h   n u m b e r   of   s t e ps   t o   a ppr o ve   l e ga l i t y .   T h e s e   s t e ps   s e qun s l y   ( t h e   us e r   s e n ds   j o i n   r e que s t s   m e s s a ge ,   i n c l udi ng  v e hi c l e ’s   r e a l   i de n t i t y     a n p a s s w o r (  )   a c r o s s   a   s e c ur e c h a nn e l   t o   ke e pri v a c y   a n d   s e c ur i t y   of   t h e   us e r   a nd  s y s t e m .   T h e   j o i r e que s t   m e s s a ge   c o n t a i n s   s pe c i a l   f l a S F .   I t   e i t h e r   c o nt a i ns   i f   a   n o rm a l   v e h i c l e   n e e ds   t o   j o i n   o r   i f   a n   e m e r ge n c y   ve h i c l e   n e e ds   t o   j o i n.   A n i f   S F = t h e n   ( T A S   c he c ks   t h e   v a l i d i t y   of (  ) ,   Ca l c ul a t e   t h e   ps e udo  na m e   f o r   n o r m a l   v e h i c l e s    =  (  ⫿ ) ,   an d   T A S   s e n ds   (  ,  ,  )   t o   a l l   R S U s   a n d   c a r  ).   W h i l e   w h e S F = 1 ,   t h e   p r o c e dur e   o f   r e gi s t ra t i o w i l l   b e   (T A S   c h e c ks   t h e   v a l i di t y   of (  ) ,   T A S   c a l c ul a t e s   t h e   ps e udo   na m e   o f   e m e r ge n c y   ve h i c l e   s  =  (  ⫿ ) ,   an d   T A S   s e n ds (  ,   p w ,    )   t o   a l l   R S U s   a n c a r  . ).     4. 3 .       Jo i n i n g   p h as e   By   c r e a t i ng   m ut u a l   a u t h e nt i c a t i o f o r   e v e r y   ve h i c l e ,   t h e   j o i ni n p ha s e   c a n   s u m m a r i z e a s   f o l l ow s :   In s i de   v e hi c l e s   O B U ,   ( r )   w i l l   ge n e r a t e w h e r e   r .   A n d   O B U   w i l l   c a l c ul a t e   t h e   v a l ue   o f   (  1 ,  2 )   w h i c h   r e p r e s e nt   t h e   ps e udo n y m   of   t h e   v e h i c l e .   T hi s   ps e udo n y m   i s   us e t o   h i de   t h e   r e a l   i de n t i t y   of   ve h i c l e s .   T h e s e   pa r a m e t e r s   a r e   c a l c ul a t e a s   f o l l o w s  1 = .   ,  2 =    1 ( .  ) , σ O BU = ℎ3 ( 1  )       = 0  1 = . ,  2 =  1 ( .  ) , σ O B U = ℎ3 ( 1  )      = 1 W h e n   O B U   c o m pl e t e s   t h e   e s t i m a t i o n   o f    1 ,  2 ,   i t   w i l l   s e n t h e   pa ra m e t e r s   (  1 ,  2 ,   σ O B U t t h e   n e a r e s t   R S U .   W h e n   R S U   r e c e i ve s   t h e   pa r a m e t e r   m a s s a ge   f r o m   O BU ,   t h e   n e xt   s t e ps   w i l l   C h e c t h e   v a l i di t y   of   (T s 1 )   by   s upp o s i n ( T sr w h i c h   r e p r e s e n t s   t h e   r e c e i v e   t i m e   a n d   i f   (  >   )   i t   w i l l   r e j e c t   t h e   m a s s a ge   b e c a us e   of   n o   v a l i di t y   oc c ur r e d.   O t h e r w i s e ,   i t   c a l c ul a t e s    =  2   1 ( .  1 ) ,     =  2   1 ( .  1 )   Ch e c i f   t h e   e qua t i o n s   = ? ℎ3 ( 1  )           = ? ℎ3 ( 1  )   i s   t r ue .   If   f a l s e ,   R S U   w i l l   r e j e c t   t h e   m a s s a ge .   H ow e v e r ,   R S U   w i l l   s e n d   t h e   p a r a m e t e r s   (( 2 ,  ,  )       = 0   , ( 2 ,  ,  )     = 1 )   t o   T A S .     W h e T A S   r e c e i v e s   t h e   pa ra m e t e r s   ( 2 ,  ,  \    )   f r o m   O B U ,   t h e T A S   w i l l   f i r s t   c h e c t h e   v a l i di t y   o f   t i m e s t a m p   ( 2 ) .   If   v a l i d,   T A S ’s   n e x t   s t e p   i s   t o   c h e c t h e   m a t c h   b e t w e e n   t h e   s t o r e ( ,  \    )   a n d   t h e   r e c e i v e o n e .   If   m a t c h e d,   t h e   m e s s a ge   (v e r i f i e d)  w i l l   b e   s e nt   t o   R S U .   If   a n y   o f   t h e   a b o ve   c o n di t i o n s   (( 2 )           (  ,  \  )   i s   n o t   m a t c h e d,   t h e t h e   m e s s a ge   w i l l   r e j e c t   a n d   n o t - v e r i f i e d   w i l l   b e   s e n t   t o   R S U .   T h e   c o n t e n t   o f   t h e   m a s s a ge   r e c e i ve by   R S U   w i l l   c o n t r o l   t h e   f o l l ow i n a c t i o n   f r o m   R S U .   It   w i l l   be   o n e   of   t h e   fo l l ow i n p r o c e dur e s .   If   t h e   m e s s a ge   i s   v e r i f i e d ,   R S U   w i l l   c o m pl e t e   t h e   s i g n a t u r e (  )           (  )         A l s o   i t   c a l c ul a t e s   t h e   v a l i d a t i o t i m e   f o r   n o r m a l   v e h i c l e s   o nl y   a s   (  ) .   T h e s e   s i g n a t u r e s   w i l l   b e   c a l c ul a t e d   by   t h e   f o l l ow i n g   e qua t i o n s   i  = . ℎ2 (  1  2  )       = 1   o r    = . ℎ2 (  1  2  )       = 0   In  t h e   l a s t   s t e o f   t h e   (v e r i f i e d)  m e s s a ge ,   R S U   w i l l   s e nd  a   c o n t i nue   m e s s a ge   c o n t a i ni n t h e   fo l l ow i n p a r a m e t e r s   (  , 3 , , )   t o   n o r m a l   v e h i c l e s   O BU s   o r   (    , 3 , )   t o   e m e r ge n c y   v e h i c l e s   O BU s .   W h e r e ( = ℎ2 (  3  ) , =  1 ( .  1 ) ,  =  1 ( .  1 )   If   t h e   m a s s a ge   c o n t e nt   i s   ( n o t   v e r i f i e d),   R S U   w i l l   r e j e c t   t h e   m a s s a ge   a n t h e   v e h i c l e   w i l l   b e   i de nt i f i e d   a s   i l l e ga l   c a r .   W h e t h e   p a r a m e t e r s   (  , 3 , , )   a r e   r e c e i ve by   n o r m a l   v e hi c l e s   O B U s ,   o r   (    , 3 , )   by   e m e r ge n c y   ve h i c l e s   O B U s ,   t h e y   w i l l   f i r s t   c h e c t he   v a l i di t y   of ( 3 ) .   If   v a l i d ,   O BU   w i l l   c o m put e   (        )   by   us i n t h e   f o l l o w i n e qua t i o n s :   (  = 1 ( .  )  =  1 ( .  ) = ? ℎ2 (  3  ) ) .   T h e   O B U s   of   t h e s e   c a r s   t ha t   po s s e s s   (S F = 0)  w i l l   b e gi b r o a dc a s t i n g   i t s   (S I)  t o   t h e   n e a r e s t   O B U s   b s e n di n b e a c o n s .   W hi l e   f o r   e m e r ge n c y   v e h i c l e s ,   t h e r e   i s   n o   n e e t o   t ra n s m i t   b e a c o n s   t o   o t h e r   O BU s .   O n l y   B r o a dc a s t   b e a c o n s   c o n t i n ue   t h e i r   s i g na t u r e   (S I E f o r   t h e   ne a r e s t   R S U s   a c c o r di n g   t o   o ur   p r o po s e s c h e m e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2 021   :     1808   -   1819   1814   T h e s e   b e a c o n s   c o n t a i i a ddi t i o t o   s i g na t u r e s   m a n y   of   pa r a m e t e r s   s uc a s   ( di r e c t i o n,   s pe e d,   l o c a t i o n,   v e l o c i t y   a n d   h e a l t c a r e   i n f o r m a t i o f o r   a m b ul a n c e   c a r s ).       4. 4 .       R e n e w   s i gn atu r e   p h as e   T h i s   p ha s e   i s   a p pl i e o n l y   fo r   n o rm a l   c a r s   w h o s e   v a l ue   of   t h e   s t a t us   f l a g   i s   (S F = 0) .   T h e   r e n e w i ng  s i g n a t u r e   p ha s e   m us t   b e   a ppl i e t o   r e n e w   t h e   e xpi r e s i g n a t u r e   (w h e n       ) .   T h e   O B U   w i l l   r e n e w   t h e   s i gna t u r e   w i t h   t h e   n e a r e s t   R S U   w i t h o ut   t h e   n e e t o   t r a ns m i t   o r   r e c e i ve   a n y   i n f o r m a t i o n   w i t h   T A S .   T h i s   o pe r a t i o i s   c o m pl e t e b y   a ppl y i n g   t h e   f o l l ow i n g   s t e p s :   O B U   w i l l   ge n e r a t e   ra n do m   i n t e ge r ( ) w h e r e ( ) T h e n   w i l l   c a l c ul a t e   (   )   w h e r e   : -   1 = .     2 =  1 ( .  )   O BU   s e n ds   a   m e s s a ge   c o n t a i ni n g   pa ra m e t e r s   (  , 1 ,   1 ,   2 ,  )   t o   R S U .   W h e r e    =  + . ℎ2 (   1     1     2 )   .   W h e R S U   r e c e i ve   t h e s e   p a r a m e t e r s   (  , 1 ,  1 ,   2 ,  ) ,   i t   c h e c t h e   v a l i d i t y   of   ( 1 ) .   If   n o t   v a l i d ,   R S U   w i l l   r e j e c t   t h e   m a s s a ge   a n n e w   j o i n i n p h a s e   m us t   b e   i m p l e m e nt e by   O BU .   W h i l e   i f   ( 1 )   i s   v a l i d ,   t h e t h e   n e xt   s t e i s   t o   c h e c t h e   v a l i di t y   o f   (  )   b y   c a l c ul a t i n g   t h e   t i m e   r e qui r e d   t o   r e que s t   n e w   s i g n a t u r e (  ) .   B ut   i f   ( 1 )   n o t   v a l i d   a nd   r e que s t   n e w   s i g na t u r e   i t   f i r s t   c h e c t h e   v a l i d i t y   of   t h e   v e hi c l e   us i ng  t h e   f o l l ow i n (1) :     = ℎ2 (  1  2  ) .  + ℎ2 (  1   2 1 )  1   (1)     If   t h e   r e s ul t   s h o w s   t h a t   t hi s   c a r   i s   n o t   v a l i d ,   i t   w i l l   r e j e c t   t he   m a s s a ge   f r o m   R S U .   W hi l e   v a l i d   c a r s   w i l l   c o m pl e t e   i t s   n e w   s i g n a t u r e   (  )   w i t R S U   w h e r e : -    = . ℎ2 (   1   2  )   (  i s   t h e   n e w   e xpi r a t i o n   t i m e   f o r   n e w   s i gn a t u r e .   W h e n   t h e   ne w   s i gna t u r e   i s   r e a dy   t o   us e ,   R S U   w i l l   s e n d   t h e   f o l l ow i n g   p a r a m e t e r s   t o   O B U .   ( 2 ,  ,  , )   W h e r e :    =  1 ( .   1 ) ,   = ℎ2 (  2  ) .   W h e n   O B U   r e c e i ve   t h e   m a s s a ge   f r o m   R S U ,   i t   w i l l   f i r s t   c h e c t h e   v a l i di t y   o t i m e   s t a m p ( 2 ) If   t h i s   pa ra m e t e r   i s   v a l i d,   O B U   w i l l   c a l c ul a t e    =  1 ( .  ) ,   t h e   n e x t   s t e i s   t o   c a l c ul a t e   i f   t h e   f o l l o w i n e qu a t i o n   i s   t r ue = ? ℎ2 (  2  ) If   t h i s   e qu a t i o i s   e qua l ,   t h e   n e w   s i gn a t u r e      w i l l   b e   v a l i d   a n d   c a n   b e   us e w i t h   a l l   R S U s .   T h e   c a r   w h e n   m o v i n i n s i de   V A N E T   w i l l   r e c e i ve   a   v a l i d   s i g na t u r e   w i t h o ut   a nn o u n c i n T A S .   F o e m e rge n c y   c a r s ,   t h i s   p r o c e dur e   w i l l   b e   de di c a t e by   s e n di n t h e   s i g na t u r e   (  )   w h i c i s   c a l c ul a t e p r e v i o us l y   i n   t h e   j o i n i ng  p ha s e   t o   a l l   R S U s   o n l y   a n n o   be a c o n s   w i l l   be   di s t r i b ut e w i t h   o t h e r   c a r s .   If   a n y   m a l i c i o us   a c t i o n   o r   b r o a dc a s t   b o gus   be a c o n s   a r e   s e n t   t o   a n y   c a r   o r   R S U ,   t hi s   v e h i c l e   w i l l   b e   t r a c e a nd  r e v o k e by   i n f o r m i n a l l   R S U s   t de l e t e   i t s   s i gna t u r e   a n do   n o t   de a l   w i t h   i t .     4. 5 .       Br o ad c as an d   v e r i f i c ati o n   p h as e   T h e s e   c a r s   t h a t   po s s e s s   v a l ue   of   S F = w i l l   f i na l l y   b r o a dc a s t   b e a c o n s   fo r   b o t h   R S U s   v i a   V 2I  m a s s a ge s   a nd  a n o t h e r   O B U s   v i a   V 2V   m a s s a ge s .   I n   o u r   p r o po s e s c h e m e ,   o n l y   n o rm a l   v e h i c l e s   c a n   do   t hi s .   T h e   e m e r ge n c y   c a r s   w h i c h   t h e   s y s t e m   c a n   di f f e r e n t i a t e   by   t h e i r   S F   v a l ue   w h i c h   e qu a l s   1,   c a nn o t   b r o a dc a s t   t o   o t h e O B U s .   T h e y   o n l y   s e n b e a c o n s   t o   R S U s   w i t h   t h e i s pe c i a l   s i g na t u r e   (  ) .   S o ,   t hi s   s e c t i o n   w i l l   d i s c us s   h o w   t h e s e   b r o a dc a s t i ng  o pe r a t i o n s   go   a h e a d.   A f t e r   O B U   j o i n s   R S U ,   i t   w i l l   s t a r t   b r o a dc a s t i n us i n i t s   s i g n a t u r e   (       )   a s   f o l l ow s :   O BU   c a l c ul a t e   t h e   m a s s a g e   s i gna t u r e    =  + . ℎ3 ( )           , =  + . ℎ3 ( )            .   O BU   c o m put e s   v e r i f i c a t i o n   t i m e   f o r   r e c e pt o r ( )   o n l y   f o r   n o r m a l   c a r s .   = ℎ3 ( )  1 O BU   fo r   n o rm a l   v e hi c l e s   b r o a dc a s t   t h e   f o l l ow i n g   pa ra m e t e r s   ( ,  , , ,  ,  1 )   f o bo t R S U s   a nd   O B U s .   W h i l e   t h e   s i t ua t i o i e m e r ge n c y   ve h i c l e s   b r o a dc a s t   f o r   R S U s   o n l y   by   s e n di n b e a c o n s   c o n t i n ue   ( ,  , , , ,  1 )   a n d   i n f o rm a t i o n.     4. 6 .       V e h i c l e   r e v o c ati o n   p h as e   T h i s   i s   a n   i m po rt a nt   p ha s e   b e c a us e   i t   a l l o w s   T A S   t o   t r a c e   v e h i c l e s   a ga i n s t   a n y   m a l i c i o us   a ut h e n t i c a t i o n   o r   a n y   bo gus   b r o a dc a s t i n g.   T A S   i s   n o t   o n l y   a b l e   t o   t r a c e   b ut   a l s o   c a n   r e v o ke   t h e s e   v e h i c l e s   w i t t h e   e n d   o f (  ) .   T r a c e   a nd  r e v o ke   pr o c e dur e s   c a n   b e   s u m m a ri z e t h e   f o l l ow i n s t e ps :   If   a n y   v e h i c l e   b r o a dc a s t   b o gus   b e a c o n s ,   R S U   c o m put e s   i t s   ps e udo n y m   (  )             , (  )          .   D e pe n di ng   o    a s :  =  2 + 1 ( .  1 )  =  2 + ℎ1 ( .  1 ) .   a)   R S U   s e n (        )   t o   T A S .   b)   T A S   w i l l   de t e c t   t h e   r e a l   i de n t i t y   of   t hi s   v e h i c l e   a c c o r di n g   t o   t h e   r e gi s t r a t i o n   r e c o r i n s i de   T A S .   c)   If   a n y   i l l e ga l   i de nt i t y   i s   de t e c t e d,   T A S   w i l l   de l e t e   t h i s   r e gi s t ra t i o n   f r o m   r e c o r a n s e n d   (a c kn o w l e dgm e nt t o   a l l   R S U s   i V A N E T   d)   W h e n   R S U   r e c e i v e   t h e   (a c kn o w l e dgm e nt f r o m   T A S ,   R S U   w i l l   pr e v e n t   t hi s   v e h i c l e   f r o m   r e n e w i n g   i t s   s i g n a t u r e .   H ow e v e r ,   r e v o ke   o p e r a t i o c a n   t a ke   e ff e c t   a f t e     .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       T o w ar ds   de s i gn   s t r ong   e m e r ge n c y   and   CO V ID - 19   aut he n t i c at i on   s c h e m e   i V A N E T   ( A k e e l   Kas s i m   L e ab y )   1815   5.   S EC U R I TY   A N A L Y S I S   A N D   EX P ER I M EN TA L   R ES U LTS   T o   pr o v e   t ha t   o ur  p r o po s e s c h e m e   i s   t r ue   a n d   s t r o ng  a ga i n s t   w e l l - kn o w n   a t t a c ks   w e   w i l l   t a ke   i n   t hi s   s e c t i o n   t w o   t y pe s   of   pr o of i n t h e   f i r s t   a b o ut   m ut u a l   a ut h e nt i c a t i o n   e qu a t i o n s   a n t h e   s e c o n fo r   s e c ur i t y   a n a l y s i s .       5. 1 .       M u tu al   au th e n ti c ati o n   p r o f   T h e   f i r s t   p r o f   i s   for   t h e   e qua t i o n s   us e i t h e   p r o po s e s c h e m e ,   t h e   f i r s t   e qu a t i o n   w i l l   d i s c us s e i s   t h e   s i gn atu r e   r e n e w a l   (1 ).       = 2 (  1  2  ) .  + 2 (   1   2 1 )  1       T a k i n g   L . H . S :       =  + . 2 (   1   2  &    = . 2 (   1   2  )   T h e n :   = . 2 (  1  2  ) + . . 2 (   1   2 1 )     = ( . . 2 (   1   2 1 ) ) + ( . . 2 (  1  2  ) )     = (  1 . 2 (   1   2 1 ) ) + (  . 2 (  1  2  ) )     =   R . H . S .       A n   a c c u r a t e   r e s ul t   is   ob t a i n e f r o m   p r e v i o us   pr oof i n g .   A c c or d i n t o   t h e   pr o po s e s c h e m e ,   t h e   r e c i pi e nt   us e s   (2)  t o   v e r i f y   b e a c o n s   i s i n g l e   v e r i f i c a t i o o pe r a t i o n s .       . = 2 (  1  2  )    +   (2)     = (  + . 3 ( ) )    = . 2 (  1  2  )     . = ( . . 3 ( ) ) + ( . . 2 (  1  2  ) )     = (  1 . 3 ( ) ) +  . 2 (  1  2  )     = +  . 2 (  1  2  )     = . .       A c c o r di n t o   (2),   t h e   r e s ul t   i s   a c c ura t e   a n c a b e   us e e ff e c t i v e l y .   A c c o r di n t o   (3) ,   w h i c h   us e f o r   (n )   b e a c o n s   b a t c v e r i f i c a t i o n s .       . ( ( .  ) = 1 ) = ( ( = 1 . ) +  ( ( . 2 (   1   2 ,  ) = 1 )   (3)   F o r   L . H . S   . ( ( .  ) = 1 )     =  + . 3 ( )     = . ( ( . (  + . 3 ( ) ) ) = 1      = . 2 (  , 1  , 2 ,  )     = . ( . ( ( . 3 ( ) + ( . 2 (  , 1  , 2 ,  ) ) = 1 ))     = ( ( . . . 3 ( ) ) + ( . . . 2 (  , 1  , 2 ,  ) = 1 ))     = ( . ) + ( .  . 2 (  , 1  , 2 ,  ) ) = 1     = ( ( . ) = 1 ) +  . ( . 2 (  , 1  , 2 ,  ) = 1 )     = . .     ( )                       5. 2 .       P r i v ac p r e s e r v ati o n   T h e r e   a r e   t hr e e   t y p e s   of   ps e udo n y m   i n   t h e   p r o po s e s c h e m e :   o n e   f o r   n o r m a l   c a r s ;   a nd  t w o   fo r   ur ge nt / n o n - u r ge n t   e m e r ge n c y   c a r s   (fo r   t h e   CO V ID - 19  v i r us ),   r e s pe c t i v e l y .   In   a l l   p r o c e dur e s ,   p r i v a c y   pr e s e r v a t i o n   i s   a c hi e v e by   c o n c e a l i ng  t h e   r e a l   i de nt i t y   a n d   us i ng  a   ps e udo n y m .   A   uni que   e l e m e nt   de n o t e s   t h e   r e a l   i de n t i t y   (  ) ,   w h i c h   i s   T A S .   T h e   ps e udo n y m   i s   c o m put e i n s i de   T A S ,   us i n g    = ℎ3 (  ⫿ )   fo r   n o rm a l   c a r s   a n d    = ℎ3 (  ⫿ )   f o r   e m e r ge n c y   a n d   t e a m   c a r s   c o nt r i b ut i ng   t o   c o m b a t t i ng  t h e   CO V ID - 19  e pi de m i c .   It   i s   a l s o   us e t o   c a l c ul a t e   P ID s   a n t o   b r o a dc a s t   i t   w i t h i n   b e a c o n s .   A n   a dv e r s a r y   c a n n o t   r e - c o m put e   t h e   r e a l   i de n t i t y   of   a   ve h i c l e   b a s e o n   P ID s ,   e ve n   i f   i t   s t o l e   R S U s .   T hi   s   i s   b e c a us e   t h e   P ID   ca l c ul a t i o i n v o l v e s   1 = .   , 2 =    1 ( . ) , 1 = . , 2 =   1 ( . ) ,   fo r   n o rm a l   a n d   e m e r ge n c y   ve h i c l e s ,   r e s pe c t i v e l y .   I n   t h i s   c a s e ,   .   A ddi t i o n a l l y ,   i s i g na t u r e   r e n e w a l   f o n o rm a l   c a r s ,   a n   a d v e r s a r y   t ha t   ha s   c o m pr o m i s e R S U s   c a n   r e c e i v e   be a c o n s .   It   i s   i m po s s i b l e   t o   di s c ov e r   t h e   r e a l   i de nt i t y ,   m e a n i ng  t h a t -   i v i e w   o f   t h e   a b o ve -   t h e   p r o po s e s c h e m e   p r e s e r v e s   pr i v a c y .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   21 ,   N o .   3 M a r c 2 021   :     1808   -   1819   1816   5. 3 .       T r a c e ab i l i ty  an d   r e v o c ati o n   p r o o   T h e   f o l l ow i n po i nt s   a r t i c ul a t e   t h e   p r o of   of   t ra c e a b i l i t y   a n re voc a t i o f o r   t h e   p r o po s e s c h e m e :   a)   E m e r ge n c y   a n CO V ID - 19  t e a m s   do   n o t   b r o a dc a s t   b e a c o n s   f o r   o t h e O B U s .   b)   A l l   n o rm a l   v e hi c l e s   b r o a dc a s t   b e a c o n s   f o r   O BU s   a n d   R S U s .   A   b e a c o n   do e s   n o t   c o n t a i n   a n y   i n f o r m a t i o n   a b o ut   t h e   r e a l   i de n t i t y .   A s   i l l us t r a t e i n   t h e   r e v oc a t i o n   p ha s e ,   T A S   c a t ra c e   a n r e v o ke   a n y   ve h i c l e   t ha t   b r o a dc a s t s   c o m pr o m i s e b e a c o n s .   T h e   p r o po s e s c h e m e   s a t i s f i e s   t h e   t r a c i ng  a n d   r e v oc a t i o n   r e qui r e m e nt s .       5. 4 .       R e s i s tan c e   agai n s t   w e l l - k n o w n   attac k s   B e c a us e   t h e   p r o po s e d   sc h e m e   de pe n ds   o n   m u t u a l   a ut h e n t i c a t i o n,   t h e   M I T M   a t t a c c a nn o t   t a ke   a n y   e ffe c t .   A n y   a dve r s a r y   n e e ds   t o   fo r ge   b e a c o n s   t ha t   c o nn e c t   be t w e e n   t h e   s e n de r   a nd  r e c e i ve r ,   w h i c h   i s   i m po s s i b l e .   T h e   p r o po s e s c h e m e   i s   ve r y   s t r o n a g a i n s t   r e pl y   a n de ni a l   of   s e r v i c e   D O S   a t t a c ks .   A n y   c o n t i n ue   b e a c o n s   t ra n s f e r r e d   a m o n g   V A N E T   s y s t e m s   ha v e   a   t i m e s t a m p   t ha t   a p po i nt s   t h e   e xpi r e t i m e .         6.   P ER F O R M A N C EV A LU A TI O N   T h i s   s e c t i o n   w i l l   de s c r i b e   b o t h   c o m put a t i o a n d   c o m m u ni c a t i o n   c o s t .       6. 1 .       C o s t   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   o ur   pr o po s e s c h e m e   w i l l   b e   e xpl a i n e by   c o m pa ri n w i t h   j i a nh o n [ 17 ],   D .   H E .   e t   a l .   [ 18 ] ,   L   w e t   a l .   [ 19 ] ,   a n J .   CU .   e t   a l .   [ 20 ] .   T h i s   c o m pa r i s o n   i s   f o r   c o m put a t i o n   c o s t .   W e   n o t e   t ha t   [ 17 us e   b i l i n e a p a i ri n i n   c r y pt o gr a p h y   o p e r a t i o n s ,   w h i l e   [ 18 - 20 us e   E CC  i n   c r y pt o gr a p h y   o p e r a t i o n s .   B i l i n e a pa i r i ng   i s   b a s e o a 80 - b i t   l e ngt s e c uri t y   l e v e l ,   a ddi t i v e   g r o up  ( i s   ge n e r a t e de pe n d i n g   o t h e   E CC   e qua t i o ( : 2 = 3 +     ) w h i c us e s   ( )      a   512 - b i t   p ri m e   n u m b e r .   W hi l e   t h e s e   p r o t o c o l s   us e   E CC   ha s   t h e   s a m e   s e c u r i t y   l e v e l   b ut   de pe nds   o t h e   e qua t i o ( :   2 = 3 +  +     )   a n d   us e s   (p= 160  b i t ).   T o   s i m p l i fy   t h e   u n de r s t a ndi ng  o f   t h e   c urr e n t   s e c t i o n   w e   w i l l   us e   t h e   f o l l ow i n n o t a t i o n :   A b b r B G S ,   S BV O ,   a n M B V O   r e f e r   t o   a b b r e v i a t i o n   o f   c r y pt o gr a ph y   o p e r a t i o n s ,   b e a c o n s   ge n e r a t i o n   a n s i g n i ng,   s i ngl e   b e a c o n   v e r i f i c a t i o n   o pe ra t i o n s ,   a nd  m ul t i   b e a c o n s   v e r i f i c a t i o o pe r a t i o n s   r e s pe c t i v e ly .   W e   m us t   e xpl a i n   t h a t   w e   w i l l   e xc l ude   t h e   e xe c ut i o n   t i m e   of   X O R   a nd  c o n c a t e na t i o n   b e c a us e   i t   i s   ve r y   s m a l l   a nd  c a n   b e   n e gl e c t e d.   J i a nh o n e t   a l .   [ 22 ] ,   p r o po s e a   s c h e m e   i t s   BG S   o p e r a t i o n s   i n c l u de   t h e   f o l l ow i n s t a ge s :   f o ur   ha s h   f un c t i o n s ,   o n e   m a p - to - po i n t   ha s h   f u n c t i o n,   t w o   a ddi t i o n s   po i n t ,   s i n u m e r i c   m ul t i p l i c a t i o n s .   If   w e   c a l c ul a t e   B G S   t i m e   fo r   t hi s   s c h e m e ,   w e   n o t e   t h a t   t o t a l   t i m e   i s   ( 4 + 1 + 2  + 6  ) w h i c h   a pp r o xi m a t e l y   e qua l s   t (14. 8313) .   S B V O   o pe r a t i o n s   i n c l u de   t h e   f o l l ow i n s t a ge s :   t w n um e r i c   m ul t i p l i c a t i o n s ,   t hr e e   b i l i n e a p a i ri n g ,   t hr e e   h a s f un c t i o n s ,   a n o n e   a ddi t i o n s   po i n t .   T h e   t i m e   c a l c ul a t i o n   i s   ( 2  + 3  + 3 + 1  ) w h i c i s   a p p r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (16. 2334) .   F i n a l l y ,   M B V O   i n v o l v e s :   ( n + 1 n u m e r i c   m ul t i p l i c a t i o n ,   (2 n s m a l l   n u m e ri c   po i n t s ,   (3 n - 2)   a ddi t i o n s   po i n t ,   (3 n ha s h   f u n c t i o n,   a nd  t hr e e   b i l i n e a po i n t s .   T h e   s um m a t i o o f   t i m e   i s   ( 3  + ( + 1 )  + ( 2 )  + ( 3 2 )  + ( 3 ) ) i t   i s   a pp r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (1. 9313 n+ 14 . 2136) .   T h e   s c h e m e   pro pos e by   H E .   e t   a l .   [ 23 ]   ,   B G S   i n v o l ve t h e   fo l l ow i n o pe r a t i o n s :   t hr e e   ha s h   f un c t i o n s ,   a n t hr e e   n u m e ri c   m ul t i p l i c a t i o n s .   H e n c e ,   t h e   o ve r a l l   B G S   c o m put a t i o n   w i l l   b e   ( 3 + 3  )   w h i c a pp r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (1 . 422 3).   S B V O   o pe r a t i o n s   a r e :   t w o   po i n t   a ddi t i o n s ,   t w o   h a s h   f u n c t i o n s ,   a n t hr e e   num e r i c   m ul t i p l i c a t i o n s ,   t h e   c o m put a t i o n   e qua t i o n   w i l l   b e   ( 2  + 2 + 3  )   w h i c h   a pp r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (1. 3329) .   W h i l e   M B V O   ope r a t i o n s   a r e :   (2 n s m a l l   n um b e m ul t i p l i c a t i o n,   (2 n - 1)  a ddi t i o n   po i n t ,   ( n + 2)  num e r i c   m u l t i p l i c a t i o n ,   a nd  (2 n ha s h   f un c t i o n s ,   s o   t h e   c o m pu t a t i o i s   ( ( 2 )  + ( 2 1 )  + ( + 2 )  + ( 2 ) )   a nd   t h e   r e s ul t   i s   a pp r o xi m a t e l y   e qua l   t (0. 501 2 n + 0 . 78 82).   T h e   s c h e m e   p r o po s e by   L   w e t   a l .   [ 24 ] ,   B G S   i n v o l ve t h e   f o l l o w i n o pe r a t i o n s :   t w ha s h   f u n c t i o n s ,   a n d   t w o   n u m e ri c   m u l t i pl i c a t i o n s .   H e n c e ,   t h e   ov e r a l l   B G S   c o m put a t i o w i l l   b e   ( 2 + 2  )   w h i c h   i s   a p p r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (0. 88 33).   S B V O   o p e r a t i o n s   a r e :   t w o   po i n t   a ddi t i o n s ,   t w o   h a s f un c t i o n s ,   a n d   fo ur   n u m e r i c   m ul t i p l i c a t i o n s .   A nd  t h e   c o m put a t i o n   e qua t i o w i l l   b e   ( 2  + 2 + 4  )   w h i c i s   a pp r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (1. 7381 ),   w hi l e   M B V O   o pe r a t i o n s   a r e :   (2 n+ 2)  n u m e r i c   m u l t i pl i c a t i o n ,   (2 n)  s m a l l   n u m b e r   m ul t i pl i c a t i o n,   (2 n+ 1)  a ddi t i o n   po i n t ,   a nd  (2 n ha s h   f un c t i o n s ,   s o   t h e   c o m put a t i o n   i s   ( 2 + 2 )  + ( 2 )  + ( 2 + 1 )  + ( 2 ) )   a n d   t h e   r e s ul t   i s   a pp r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (0 . 905 4 n + 0 . 86 87).   T h e   s c h e m e   pr o po s e by   J .   C U .   e t   a l .   [ 25 ]   ha s   t h e   fo l l ow i n o pe r a t i o n s   f o r   B G S :   t w o   h a s f un c t i o n s ,   a n d   t w o   n u m e ri c   m ul t i p l i c a t i o n s ,   s o   t h e   c o m put a t i o c o s t   w i l l   b e   ( 2 + 2  ) .   T h e   r e s ul t   i s   a pp r o xi m a t e l y   (0, 8644).   S B V O   c o m pr i s e s   t w n um e r i c   m ul t i pl i c a t i o n ,   t w o   h a s h   f un c t i o n s ,   a n o n e   a dd i t i o n s   po i n t .   H e n c e   ( 2  + 2 +  )   i s   t h e   c o m put a t i o c o s t   e qua t i o a nd  i t   i s   a pp r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (1. 338 1).   W h i l e   M B V O   c o m put a t i o n s   e qu a t i o i s   ( 2  + ( 2 )  + ( 2 + 1 )  + ( ) )   b e c a us e   i t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       T o w ar ds   de s i gn   s t r ong   e m e r ge n c y   and   CO V ID - 19   aut he n t i c at i on   s c h e m e   i V A N E T   ( A k e e l   Kas s i m   L e ab y )   1817   i n v o l ve s   t w o   n u m e ri c   m u l t i pl i c a t i o n ,   ( 2 n s m a l l   po i n t   m u l t i pl i c a t i o n s ,   (2 n+ 1)  a ddi t i o n s   po i n t ,   a nd  ( n ha s h   f un c t i o n s ,   a n t h e   r e s ul t   i s   a pp r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (0. 4888 n + 0 . 8734 ).   F i na l l y ,   w e   di s c us s   o ur   pr o po s e d   s c h e m e   c o m put a t i o c o s t .   B G S   i n c l ude s   t h e   f o l l o w i n o pe r a t i o n s :   t w o   ha s h   f u n c t i o n s ,   a n o n e   n u m e ri c   m ul t i p l i c a t i o n.   S o ,   t h e   c o m put a t i o n   e qu a t i o i s   ( 2 + 1  )             (0. 4 233).   S B V O   c a l c ul a t i o n s   a r e   ( 2  + 1 + 1  )   be c a us e   i t   i n v o l ve s   t h e   f o l l ow i n o pe r a t i o n s :   t w o   n u m e ri c   m ul t i p l i c a t i o n s ,   o n e   ha s h   f un c t i o n ,   a n o n e   a dd i t i o n s   po i nt ,   a n t h e   r e s ul t   i s   a pp r o xi m a t e l y   e qua l   t o   (0. 8765) .   W h i l e   M B V O   c a l c ul a t i o n   e qu a t i o n   c o n s t r uc t e f r o m :   t w o   n um e r i c   m u l t i pl i c a t i o n ,   ( 2 n s m a l l   n um e ri c   m ul t i p l i c a t i o n,   ( n+ 1)   a ddi t i o n s   po i n t ,   a nd  ( n)  ha s h   f u n c t i o n ,   t h e   e qu a t i o n   i s   ( 2  + ( 2 )  + ( + 1 )  +  ) .   H e n c e   t h e   r e s ul t   o f   M B V O   c o m put a t i o n   c o s t   i s   a pp r o xi m a t e l y   (0. 03001 n + 0. 9 211) .   T a b l e   s h o w   t h e   i m p r o v e m e n t   o f   o ur   p r o po s e s c h e m e   i a l l   c o m put a t i o na l   c o s t s   w i t t h e   o t h e di s c us s e d   s c h e m e s .   F i g u r e   i l l us t ra t e s   t h e   c o m put a t i o c o s t   fo r   a l l   s t udde s c h e m e s   a n d   o ur  p r o po s e s c h e m e   w i t h   di f fe r e nt   num b e o f   be a c o n s .             F i gu r e   4 .   c o m put a t i o n   c o s t   f o r   d i f fe r e nt   n u m b e r   o f   b e a c o n s       T a b l e   3 .   I m p r o v e m e n t   o f   t h e   r e po s e s c h e m e   S c h e m e   BG S   a n d   BG S   i m p ro v e m e n t   o f   o u s c h e m e   S B V O   a n d   S B V O   i m p r o v e m e n t   o f   o u s c h e m e   M B V O   a n d   M B V O   i m p r o v e m e n t   o f   o u s c h e m e   (   f o r   5 0   b e a c o n s )   BG S   Im p ro v e m e n t   (0 . 4 2 3 2 (% )   S B V O   Im p ro v e m e n t   (0 . 8 7 6 5 (% )   M B V O   Im p ro v e m e n t   (2 . 4 0 2 0 (% )   J i a n h o n g   e t   a l .   [ 22 ]   1 4 . 8 3 1 3   9 7 . 1 4 6 5 7 5 1 5   1 6 . 2 3 3 3   9 4 . 6 0 0 6 0 4 9 3   2 . 4 1 1 2   0 . 3 8 1 5 5 2 7 5 4   H E .   e t   a l .   [ 23 ]   1 . 4 2 2 3   7 0 . 2 4 5 3 7 7 2 1   1 . 3 3 2 9   3 4 . 2 4 1 1 2 8 3 7   2 . 6 7 6 6   1 0 . 2 5 9 2 8 4 1 7   L   w u   e t   a l .   [ 24 ]   0 . 8 8 3 3   5 2 . 0 8 8 7 5 8 0 7   1 . 7 3 8 1   4 9 . 5 7 1 3 7 1 0 4   2 . 5 6 4 4   6 . 3 3 2 8 6 5 3 8 8   J .   C U .   e t   a l .   [ 25 ]   0 . 8 6 4 4   5 1 . 0 4 1 1 8 4 6 4   1 . 3 3 8 1   3 4 . 4 9 6 6 7 4 3 9   2 . 4 4 5 4   1 . 7 7 4 7 6 0 7 7 5       6. 2 .       C o m mu n i c ati o n   c o s t   T h i s   s e c t i o n   w i l l   c o m pa r e   b e t w e e n   j i a nh o n [ 22 ] ,   D .   H E .   e t   a l .   [ 23 ] ,   L   w e t   a l .   [ 24 ] ,   a n J .   CU .   e t   a l .   [ 25 ]   s c h e m e s   a n o u r   p r o po s e s c h e m e   t e rm   o f   c o m m u ni c a t i o n   c o s t   t o   f i n t h e   o v e r a l l   o v e r h e a o f   o ur   pr o po s e s c h e m e .   A s   e xpl a i n e i n   t h e   c o m put a t i o n   c o s t   s e c t i o n ,   ̅   s i z e   i s   6 4 - by t e s ,   t h e r e f o r e   t h e   s i z e   o f   ̅   w i l l   be   128 - by t e s .   A l s o ,   s i z e   of  i s   20 - by t e s   a n t h e   s i z e   of   G   t h e r e fo r e   w i l l   b e   40 - by t e s .   W e   a s s um e   t i m e   s t a m s i z e   a s   6 - by t e s ,   h a s h   f u n c t i o n   t o   be   24 - by t e s ,   a n a s s um e   e l e m e n t s   i n   g r o up  i nt e ge r s   t o   b e   26 - by t e s .   T h e   T a b l e   i l l us t r a t e s   t h e   c o m m u n i c a t i o n   c o s t   f o r   a l l   m e nt i o n e s c h e m e s ,   w e   e xc l ude   t h e   b e a c o n   i n s i de   c o n t e n t   f r o m   o ur   c a l c ul a t i o n .   J i a nh o n [ 22 ] ,   p r o po s e a   s c h e m e   w i t h   b e a c o n   s i z e   o f   (128*3+ 6)  w hi c h   e qu a l   t o   390 - by t e s .   T hi s   b e a c o n   i n c l ude s   t hr e e   e l e m e n t s   i ̅ ,   a n d   o n e   t i m e   s t a m p.   H E .   e t   a l .   [ 23 ] ,   p r o po s e a   s c h e m e   i t s   b e a c o n s   of   (40*3+ 26 + 6) = 152   by t e s .   B e a c o n   i n v o l ve s   t hr e e   e l e m e nt s   i n   G ,   t i m e   s t a m p ,   a n o n e   e l e m e n t s   i .   L   w e t   a l .   [ 24 ] ,   a r gue   t h a t   b e a c o n   s i z e   c o n s i s t e f r o m   t hr e e   e l e m e nt s   i G ,   o n e   ha s h   f u n c t i o n ,   a n t w o   t i m e   s t a m p.   S o ,   t h e   s i z e   o f   be a c o n   w i l l   b e   (40*3 + 24+ 10) = 154   by t e s .   J .   CU .   e t   a l . [ 25 ] ,   de c i de t h e   b e a c o n s   s i z e   t o   b e   (40+ (26 *2)+ 6)= 9 b y t e s .   T hi s   b e a c o n   i nvo l ve t w o   e l e m e n t s   i ,   o n e   t i m e   s t a m p ,   a n d   o n e   e l e m e n t s   i n   ̅ .   I n   o u r   p r o po s e s c h e m e ,   w e   n o t e   t h a t   t h e   b e a c o n s   c o n t a i n   o n e   e l e m e n t   i n   ̅ ,   t hr e e   e l e m e n t s   i n   ,   a nd  o n e   t i m e   s t a m p.   B e a c o n   s i z e   w i l l   b e   (40+   (3* 26)+ (2*6)) = 130   by t e s .   A s   s h o w n   i t h e   pr e v i o us   c a l c ul a t i o n s ,   o u r   s c h e m e   po s s e s s e s   b i o ve r h e a c o m pa r e d   w i t h   t h e   o t h e s c h e m e s .               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.