I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   10 ,   No .   6 ,  Dec em b er   2 0 2 0 ,   p p .   6 6 7 3 ~6 6 8 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 0 i 6 . p p 6 6 7 3 - 6 6 8 1          6673       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   Phys ica l lay er sec urity a nd en ergy   eff icie ncy  ov er dif fere n t   error co rrec ting c o des in w ireless  senso r net w o rk s       M o ha m m e d Ah m e d M a g zo ub 1 ,   Azla n Abd Az iz 2 ,   M o ha m m e d Ah m ed  Sa le m 3 ,   H a dh ra m i A b G ha ni 4 ,   Azli n a   Abdu l A ziz 5 ,   Azw a n M a hm u d 6   1, 2, 3, 4 ,   5 F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y   (F ET ) ,   M u lt im e d ia Un iv e rsit y ,   M a la y sia   6 F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   (F OE) ,   M u lt im e d ia Un iv e rsity ,   M a la y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   2 6 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma y   2 9 ,   2020   A cc ep ted   J u n   6 ,   2 0 2 0       De sp it e   th e   ra p i d   g r o w th   in   t h e   m a rk e t  d e m a n d in g   f o r  w irele ss   se n so r  n e tw o rk s  ( W S Ns ),   th e y   a re   f a r  fro m   b e in g   se c u re d   o r  e ff icie n t.   W S Ns   a re   v u ln e ra b le  to   m a li c io u s  a tt a c k s  a n d   u ti li z e   to o   m u c h   p o w e r.   A t  th e   sa m e   ti m e ,   th e re   is  a   sig n if ica n t  in c re m e n t  o f   th e   se c u ri ty   th re a ts  d u e   t o   t h e   g ro w th   o f   th e   se v e r a l  a p p li c a ti o n s  th a t  e m p lo y   w irel e ss   se n so r  n e tw o rk s.   T h e re f o re ,   in tro d u c i n g   p h y sic a l  la y e r  s e c u rit y   is co n sid e re d   to   b e   a   p ro m isin g   so lu ti o n   to   m it ig a te  th e   th re a ts.  T h is  p a p e r   e v a lu a tes   p o p u lar  c o d in g   tec h n iq u e s  li k e   Re e d   so lo m o n   ( RS )  tec h n iq u e s  a n d   sc ra m b led   e rro r  c o rre c ti n g   c o d e s  sp e c if ic a ll y   in   ter m s  o f  se c u rit y   g a p .   T h e   d iff e re n c e   b e t w e e n   th e   sig n a l  to   n o se   ra ti o   (S NR)  o f   th e   e a v e sd r o p p e r  a n d   t h e   leg it im a t e   re c e i v e r  n o d e s  is  d e f in e d   a s  th e   se c u rit y   g a p .   W e   in v e sti g a te  th e   se c u rit y   g a p ,   e n e rg y   e ff ici e n c y ,   a n d   b it   e rro r  ra te  b e t w e e n   RS   a n d   sc ra m b led   t - e rro r  c o rre c ti n g   c o d e s  f o r  w irele ss   s e n so r  n e two rk s.  L a stl y ,   e n e r g y   e ff icie n c y   in   RS   a n d   Bo se - Ch a u d h u ri - H o c q u e n g h e m   ( BCH )   is  a lso   stu d ied .   T h e   re su l ts  o f   th e   sim u latio n   e m p h a si z e   th a t  RS   tec h n iq u e   a c h iev e s  sim il a r  se c u rit y   g a p   a s   sc ra m b led   e rro r  c o rre c ti n g   c o d e s.  Ho w e v e r,   th e   a n a l y sis  c o n c lu d e s  th a t   th e   c o m p u tati o n a l  c o m p lex it ies   o f   th e      is  les s  c o m p a re d   to   t h e   sc r a m b led   e rro r  c o rre c ti n g   c o d e s.  W e   a lso   f o u n d   th a t  BCH   c o d e   is   m o re   e n e rg y - e ff icie n t   th a n   RS .   K ey w o r d s :   E n er g y   e f f icie n c y   E r r o r   c o r r ec tin g   co d es   P h y s ical  la y er   s ec u r it y   R ee d   s o lo m o n   Secu r it y   g ap   ( )   Sig n al  to   n o s e  r atio   W ir eless   s en s o r   n et w o r k s   Co p y rig h t  ©   2 0 2 0   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A zla n   A b d   A z iz,     Facu lt y   o f   E n g i n ee r i n g   a n d   T e ch n o lo g y ,   Mu lti m ed ia  U n iv er s it y ,   Me lak a,   7 5 4 5 0 ,   Ma lay s ia.   E m ail: a zla n . ab d az iz@ m m u . e d u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  o p en   n at u r e  o f   th e   w ir ele s s   co m m u n icatio n   tec h n o lo g i e s   m ak e s   t h e  w ir ele s s   m ed i u m   s u b j ec t  to   m an y   t h r ea ts .   D u e  to   th e  in c r ea s e  in   th e  n u m b er   o f   attac k s   a g ain s t  t h e   w ir eless   co m m u n icat io n   s y s te m ,   a  g r o w in g   i n ter es t  h a s   d ev e lo p ed   in   s ec u r in g   t h e  i n f o r m atio n   o v er   w ir ele s s   tr a n s m is s io n   s y s te m   [ 1 ] .   I n   th e  T C P /I P   m o d el,   s ec u r it y   alg o r it h m s   ar e  ap p lied   in   th e  u p p er   lay er s .   Ho w e v er ,   p h y s ical  la y er   s ec u r it y   ( P L S)   d o es  n o t  co n ta in   a n y   t y p e  o f   s ec u r it y   e v e n   t h o u g h   it  c o n tain s   f ea tu r e s   t h at  co u ld   p r o v id e  s ec u r it y   f r o m   in f o r m atio n   t h eo r y   p o in t o f   v i e w   [ 2 ] .   I n   PL S ,   th e  tr a n s m itter   a n d   r ec eiv e r   ar e  ass u m ed   to   b e  a w ar e  o f   t h e  tech n iq u es  u s ed   f o r   tr an s m i s s io n .   PL S   is   ac h ie v ed   w h e n   t h e  p ar tie s   o f   t h e  co m m u n icatio n   s y s t e m   a w ar e  o f   t h e  i n f o r m atio n   ab o u t  th e   u s ed   tech n iq u es  f o r   tr an s m i s s io n   y et  th er e  is   a  v ar iatio n   in   t h e   q u alit y   b et w ee n   w ir etap   ch a n n el  a n d   th e  m ai n   ch an n el  [ 3 - 7 ] .   I n   ad d itio n ,   it  is   ass u m ed   th a t  th e  w ir etap p ed   ch an n el  ( ea v e s d r o p p er   ch an n el)   is   a  d eg r ad ed   v er s io n   o f   th e  m ai n   c h an n e l,  th is   h elp s   t h e  le g iti m ate  r ec eiv er   u s i n g   t h e  m ai n   c h an n el  t o   g et  b ac k   th e  tr an s m itt ed   d ata  b u t t h e  ea v esd r o p p er   n o d e  is   n o t a b le  to   g et  b ac k   t h e  tr an s m itted   d ata  an d   th i s   is   h o w   PL S   is   ac h ie v ed .   T h er e   ar e  s ev er al  m etr ic s   f o r   s ec u r it y   p er f o r m a n ce .   I n   th i s   p ap er ,   th e   s elec ted   s ec u r it y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 0   :    6 6 7 3   -   6 6 8 1   6674   p er f o r m a n ce   m etr ic  is   t h e  s ec u r it y   g ap   ( )   b ec au s e  it  is   p r ac ti ca l  to   b e   im p le m en ted ,   d ep en d s   o n   th e  b it  er r o r   r ate  ( BER )   an d   th e  s i g n a l  to   n o is e  r atio   ( SNR ) ,   an d   it  is   s i m p le.   Secu r it y   g ap   is   d ef in ed   as  t h e  d if f er e n ce   b et w ee n   th e  S NR   o f   th e  i n te n d ed   r ec eiv er   an d   th e  SNR   o f   t h e  ea v e s d r o p p er   [ 8 ,   9 ] .   W ir eless   s e n s o r   n et w o r k   ( W SN)   h elp s   i n   a n al y zin g   a n d   co llectin g   th e   in f o r m at i o n .   S ec u r it y   is   th e  m aj o r   ch allen g e  to   d ep lo y   f o r   th e  W SN.  T h e  m ain   r e aso n   is   th e  v u l n er ab ilit y   o f   t h e  W SN  to   s e v er al   attac k s   s u ch   a s   w o r m h o le  att ac k s ,   Hello   f lo o d   attac k s ,   b la ck   h o le  at tack ,   S y b il  attac k ,   attac k s   th e  d ata  i n   tr an s it,  an d   d en ial  o f   s er v i ce s   [ 1 0 ] .   C r y p to g r ap h y   i s   an   ap p r o ac h   t o   av o id   th ese  attac k s .   Ho w ev er ,   th e  alg o r it h m s   o f   cr y p to g r ap h y   ar e  co m p u tatio n all y   e x p e n s i v e.   R esear c h er s   p r o p o s e d   s ev er al  s tr ate g ies   to   ca lcu late  t h e  q u alit y   o f   t h e  t r an s m itted   d ata,   s u c h   as  b o s e - ch a u d h u r i - h o cq u e n g h e m   ( B C H) ,   r ee d   s o lo m o n   ( R S),   an d   lo w - d en s it y   p ar it y   c h ec k   ( L DP C ) .   T h e  ch alle n g in g   p ar t  is   to   id en ti f y   th e   s u itab l e  s tr ateg y   in   ter m s   o f   p o w e r   e f f i c i e n c y   f o r   e r r o r   c o r r e c t i o n   [ 1 1 ,   1 2 ] .   T h i s   o p e n   r e s e a r c h   q u e s t i o n   m a k e s   t h i s   t o p i c   t o   b e   t h e   i n t e r e s t   o f   m an y   r esear c h er s .   T h e  th r ea ts   t h at  ar e  f ac i n g   t h e  W S N   lead s   to   i m p le m e n t  s ev er al  w o r k s   to   p r ev en t  W SN   f r o m   s o m e  o f   t h e  attac k s .   T y p icall y ,   th e  en er g y   a n d   co m p u tati o n   ab ilit ies  o f   W SN   ar e  n o t  en o u g h   to   m a n a g e   th e  co n v e n tio n al  s ec u r i t y   m et h o d s   ( s en s o r   n et w o r k   m et h o d ) .   T o   av o id   th e  attac k s   w ith   l ess   co m p u ta tio n al   en er g y   a n d   p o w er ,   p h y s ical   la y er   s ec u r it y   f o r   W SN   is   an   e x ce lle n t  ap p r o ac h   to   b e  s ele cted .   In   [ 1 3 ]   d em o n s tr ate   th a t  t h e  P L S  te ch n iq u es   co u ld   b e  ap p lied   t o   W S N   to   en s u r e  p er f ec t  s ec r ec y .   T h e  au t h o r s   o f   [ 1 4 - 1 6 ]   clai m   th a t  t h e  a n cr y p t io n   tech n iq u e s   s u c h   a s   c h a n n el   a w ar e  e n cr y p tio n ,   an d   s t o ch asti c  e n cr y p tio n   ac h iv e  s ec u r it y   a n d   r ea lib alit y .   Yet,   h ig h   co m p u tatio n a l e n er g y   a n d   ab il it y   ar e  r eq u ir ed .     T o   th e  b est  o f   t h e  a u t h o r s ’   k n o w led g e,   t h e  er r o r   co r r ec tio n   co d es  b en e f it s   i n   W SN   h a s   n o t  b ee n   ad eq u atel y   w ell  i n v e s ti g ated   in   ter m s   o f   P L S.  T h is   p ap er   s t u d ies  th e  a f f ec ts   o f   v ar io u s   er r o r   c o r r ec tio n   co d es  o n   th e  s ec u r it y   o f   W SN .   I n   th is   p ap er ,   th e    m e tr ic  is   u s ed   u n l ik e  th e  p r ev io u s   liter atu r e  wo r k s   w h er e   th e  m a x i m u m   eq u iv o ca tio n   is   u s ed   as  th e  m etr ic  f o r   s ec u r it y .   I n   th is   p ap er ,   a  b r ief   ex p lan at io n   o n   th e  s ec u r it y   an d   th e  e n er g y   ef f icie n c y   o f   th e  W SNs   i s   p r esen ted   as  w ell  s i n ce   m a n y   p r ev io u s   wo r k s   o n l y   f o c u s   o n   th e  e n er g y   e f f icie n c y   o r   t h e   s ec u r it y   asp ec ts .   No n t h eles s ,   th er e  ar e  a   f e w   i n v esti g ati o n s   s u g g esti n g   t h at   th e  v ar io u s   c h an n el  co d es  af f ec t  th e  en er g y   co n s u m p t io n   d if f er en tl y   f o r   W SNs   [ 1 7 ,   1 8 ] .   T h e  ef f icie n cie s   o f   th e  co d e’ s   e n er g y   ar e  e v alu a t ed   w it h   an   an a l y t ical  r ad io   m o d el.   T h e  au t h o r s   o f   [ 4 ]   s h o w s   t h at  t h e  en er g y   ef f icien c y   is   c h an g i n g   w i th   t h e  v ar iatio n   o f   th e  co d es  b ased   o n   th e  q u alit y   o f   t h e  ch a n n el.   I n   o th er w o r d s ,   th er e  ar e  s m all   d if f er en ce s   b et w ee n   t h e  co d es  i n   ter m s   o f   e n er g y   e f f icie n c y   i n   a  g o o d   q u alit y   c h a n n el.   Si n ce   th e  p r o ce s s in g   p o w er   co n s u m p tio n   f o r   th e  co d in g   tec h n iq u e  is   h ig h   [ 1 9 ] ,   s elec tin g   t h e  l ess   co m p lex   co d in g   tech n iq u e  is   e s s e n tial  m ai n l y   w it h   t h e  W SN   ap p licatio n s   d u e  to   th e  p r o ce s s in g   an d   m e m o r y   co n s tr ai n ts   [ 2 0 ] .   T h is   p ap er   an al y ze s   th e  P L S   b y   in v esti g ati n g   s ev er al  er r o r   co r r ec tio n s   co d es  s u ch   as  RS   t - er r o r   co r r ec tio n   co d es.  Mo r e o v er ,   th e  f o cu s   i s   to   s t u d y   t h e  a f f ec t  o f   th e  t - er r o r   co r r ec tio n   co d es  o n   th e  P L S.   T h e  BCH   co d es   ac ch iv es  h i g h     c o m p ar ed   w it h   L DP C   co d es.  T h u s ,   B C H  is   in tr o d u ce d   w it h   ad d itio n al  tech n iq u es  s u ch   a s   s cr a m b l in g   [ 2 1 ] .   Scr am b lin g   t h e  d ata  b its   is   e m p lo y ed   as a n   ad d itio n a l  s tr ateg y   to   i m p r o v e   th e  s ec u r it y   b y   d ec r ea s i n g   th e  g ap   b et w ee n   t h e  ea v esd r o p p er   n o d e  an d   le g i ti m ate  r ec ei v er .   B y   s cr a m b li n g   th e  d ata  b its ,   t h e  p r o b ab ilit y   o f   b it  er r o r   is   m ain tain ed   clo s e  to   0 . 5   w ith   th e  i n cr ea s in g   o f   SN R   [ 2 2 ] .   T h e  o r g an izatio n   o f   t h i s   p ap er   is   as   f o llo w s .   Sectio n   2   p r es en ts   th e   s y s te m   m o d el.   Sectio n   3   p r o v id es  s o m e   in tr o d u ctio n   r eg ar d in g   th e  s cr a m b led   t - er r o r   c o r r ec tio n   co d e s ,   RS   co r r ec tin g   co d es,  an d   B C H  co d e .   Sectio n   4   d is cu s s es   th e   r es u lt s   o f   t h e  c o m p ar is o n   b et w ee n   s cr a m b le d   t - er r o r   co r r ec tio n   co d es  a n d   th e  ( R S) .   F in al l y ,   s ec tio n   5   co n cl u d es th i s   p ap er .   T h e  m ai n   co n tr ib u tio n s   o f   t h is   p ap er   a r e  s u m m ar ized   as f o ll o w :      T h e  an aly s is   o f   er r o r   co r r ec tio n   co d es  s u ch   as  s cr a m b le d   er r o r   co r r ec tio n   co d es,   BCH ,   an d   RS   ar e   illu s tr ated   in   ter m s   o f   .      T h e  co m p ar is o n   i n   ter m s   o f     is   in v e s ti g ated   b et w ee n   t h e  s cr a m b led   er r o r   co r r ec tio n   co d es a n d   th e  RS .     T h e  co m p ar is o n   i s   d o n e  in   ter m s   o f     b et w ee n   s cr a m b led   BCH   an d   u n s cr a m b led   B C H .       2.   SYST E M   M O DE L   I n   th i s   r esear ch ,   t h e  ad d iti v e  w h ite  g a u s s ian   n o is e   ( A W GN )   w ir e - tap   ch a n n e l  is   u til ized   as  th e  m ai n   tr an s m is s io n   c h a n n el  b et w ee n   th e   s e n d er   ( A lice) ,   th e  leg it i m ate  r ec eiv er   ( B o b )   an d   ea v es d r o p p er   n o d e  ( E v e) .   T h is   s y s te m   m o d el  i m p le m e n ted   f ir s t l y   b y   [ 2 2 ] .   Fig u r e  1   illu s tr ates  t h e   t y p ica l  W y n er   w ir etap   ch an n el.   T h e  s en d er   ( A lice)   u s e s   an y   s u itab le  tr a n s m i s s io n   tech n i q u e  to   s en d   t h e  d ata  m e s s a g e  to   th e  leg iti m ate   r ec eiv er   ( B o b ) .   T h e  d ata  is   r ec eiv ed   b y   b o th   B o b   an d   E v e,   w h er e  b o th   ar e  a w ar e   o f   t h e  tr a n s m is s io n   tech n iq u e  u s ed   b y   t h e  s e n d er .   As  a   r esu lt,  t h e  r ec ei v ed   d ata  m e s s a g e  at   b o th   B o b   an d   E v e  i s   r ec o v er ed .   Ho w e v er ,   th e  r ec o v er ed   m es s a g es  d if f er en ce s   in   t h e  ch an n els  b et w ee n   E v e  an d   A lice,   an d   B o b   an d   A lice   m ak e  t h e  d i f f er e n ce   in   t h e  r ec o v er ed   m e s s a g e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P h ysica l la ye r   s ec u r ity  a n d   en erg y  efficien cy   o ve r   d iffer en t …  ( Mo h a mme d   A h med   Ma g z o u b )   6675       Fig u r e  1 .   W ir e - tap   ch an n el ’ s   y s te m   m o d el       3.   P E RF O RM ANCE AN AL YS I S F O R  T H E   E RRO R  CO R RE C T I O N  CO D E S   T h is   s ec tio n   in tr o d u ce s   ea ch   t - er r o r   co r r ec tio n   co d es  tech n iq u es.  T h e  s cr am b led   co d es  a n d   th e  RS   co d e  ar e  c o m p ar ed   in   ter m s   o f   P L S.     3 . 1 .     Ree d  s o lo m o n ( R S)   RS   is   a  co m m o n   er r o r   co r r ec tin g   co d e  tech n iq u e   th a t  is   u s ed   w i th   v ar io u s   b it s .   RS   p r o v id es  d esira b le  r esu lt s   f o r   co r r ec tin g   b u r s t  er r o r s   d u e  to   th e   co r r ec tio n   o f   th ese   er r o r s   d o n e  in   th e   b its   lev el.   RS   co d e  is   d ef in ed   as  ( ; )   co d e  w h er e    d en o t es  th e  m e s s a g e  b its   i n   t h e  co d e w o r d   an d     d en o tes  th e  n u m b e r   o f   b its   i n   th e  co d e w o r d .   RS   co d es  ca n   co r r ec t  ( − ) / 2   er r o r s   [ 1 1 ] .   T h e  ad v an tag es  o f   RS   ar e  in cr ea s in g   th e  S NR   an d   th e  tr an s m is s io n   s ec r ec y   r ate.     3 . 1 . 1 .     G a lo is   f iel d ( G F )   Galo is   f ie l d   ( GF)   is   a  s p ec ial   f ield   th a t  h a s   a  s p ec ial  p r o p er t y ,   th e  ar it h m etic  o p er atio n s   ad d itio n ,   s u b tr ac tio n ,   m u ltip licatio n ,   an d   d iv is io n   o n   f ield   ele m en t s   al w a y s   h av e  r es u lt s .       3 . 1 . 2 .     G ener a t o r  po ly n o m ia l   I n   R S,  t h e  v al id   co d e w o r d   ca n   b e  d iv id ed   b y   t h e  g en er ato r   p o ly n o m ia l.  T h e  g en er al  p o ly n o m ial  i s   d ef in ed   as:     ( ) ( − ) ( −   + 1 ) … . . ( − + 2 )   ( 1 )     th e  co d e w o r d   is   d ef i n ed   as     ( ) = (   −   +   1 ) … . . ( − + 2 )   ( 2 )       w h er e  g ( x ) ,   i( x )   an d   c ( x)   ar e  t h e  g en er ato r   p o ly n o m ial,   in f o r m atio n   b lo ck ,   a n d   v alid   co d ew o r d ,   r esp ec tiv el y .     3 . 1 . 3 .     E nco der   T h e  2 t is ca lcu lated   u s i n g :     ( ) =   ( ) . (    −   )  ( )   ( 3 )       I n   R S e n co d er   ea ch   r eg is ter   h o ld s   a  s y m b o l t h at  co n s is t o f   8   b its .     3 . 1 . 4 .     Dec o der    T h e  r ec eiv ed   m e s s a g e  co n s is t s   o f   t w o   p ar ts ,   th e  tr a n s m it ted   co d e w o r d   an d   th e  er r o r s .     ( ) = ( ) + ( )   ( 4 )       R S c an   f i n d   u p   to   t e r r o r   p o s itio n   an d   co r r ec t th e m .   T h e  p r o b ab ilit y   o f   b it e r r o r   o f   RS   u s i n g   h a r d   d ec is io n   d ec o d in g   is   ca lc u lated   as,     = 1 / ∑ ( ) ( 1   −   ) − { } =  + 1       ( 5 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 0   :    6 6 7 3   -   6 6 8 1   6676   W h er e    d en o te s   th e   p r o b ab ilit y   o f   th e  c h an n el  b it  er r o r ,     d en o tes  th e   b it s   n u m b er   in   th e  co d e w o r d ,   an d    = ( − ) / 2   is   th e  ca p ab ilit y   o f   th e  RS   co d e  to   co r r ec t  er r o r s .   RS   co d es  h av e   v ar io u s   d ec o d in g   s tr ateg ies.  Ho w ev er ,   th e  s tr ate g y   o f   h ar d   d ec i s io n - d ec o d in g   i s   s elec ted .   Fi g u r e  2   illu s tr ates  t h e  BER   o f   th e  RS   co d es  w ith   s ev er al  c o d e - len g th .   B ased   o n   Fi g u r e  2 ,   th e  RS   co d es  ar e  o b s er v ed   to   b e  h ig h l y   i m p er f ec t  d u e  to   t h e  in cr ea m e n t  o f   th e  p r o b ab ilit y   o f   er r o r   w it h   t h e  d ec r ea s e  o f   th e   SN R   an d   th e  co d e w o r d .   T h is   i m p er f ec tio n   is   co n s id er ed   as a n   ad v an ta g e  f o r   s ec u r it y .     3 . 2 .     B o s e - cha ud hu ri - ho cque ng he m   ( B CH )   BCH   is   d ee m ed   as  a n   er r o r   co r r e ctio n   co d es  tech n iq u e  th at  is   ab le  f o r   co r r ec tin g   an d   d ete ctin g   s ev er al  b its   er r o r   [ 2 3 - 2 5 ] .   B C H  is   a n   er r o r   co r r ec tin g   co d e  tech n iq u e  th at  is   s u itab le  f o r   W SN s   d u e  to   its   p r o p er ties   o f   en h a n ci n g   t h e  e f f icie n c y   o f   t h e  en er g y   b y   23%   [ 2 0 ] .   B C H  w a s   s e lecte d   b y   [ 2 1 ]   to   b e  s cr a m b led   to   r ed u ce   th e    b etw ee n   th e  ea v esd r o p p er   an d   th e  leg iti m ate  r ec eiv er .   I n   th i s   s ec tio n ,   BCH   h as  b ee n   ev a lu a ted   w ith o u t  u s i n g   th e  s c r a m b lin g   tec h n iq u es  a n d   co m p ar ed   ag ain s t  R ee d   So lo m o n   w it h o u t  s cr a m b l in g .   Fig u r e   3   in d icate s   th e  i m p a ct  o f   th e  s cr a m b li n g   o n   BCH   c o d e.   T h e  B E R   im p r o v e s   s ig n i f ican tl y   w it h   s cr a m b li n g   a s   th e  S NR   i n cr ea s es a n d   o u tp er f o r m s   th a t  w it h o u t scr a m b l in g .             Fig u r e  2 .   BER   o f   R S c o d es u s i n g   B P SK o v er   an   A W GN  c h an n el     Fig u r e  3 .   BER   o f   B C H  w ith   a n d   w it h o u t scr a m b li n g       3 . 3 .     Scra m b led t - er ro r  co rr ec t io n c o des   T h e  im p le m e n tatio n   o f   No n - s y s te m atic  co d es  is   f ir s tl y   i n tr o d u ce d   in   [ 2 2 ] .   T h e  au t h er s   o f   [ 2 0 ]   u tili ze   th e  s cr a m b li n g   tec h n iq u es  to   r ed u ce   th e  .   T h u s ,   p r o v in g   th at  s cr a m b li n g   h a s   a  s ig n if ica n t  i m p ac t  o n   th e  .  T h e  s cr am b li n g   tech n iq u e  ass u m ed   t h at  t h e  tr an s m i tter   is   g o in g   to   e n co d e  th e  m e s s a g e  as  f o llo w ,     = . .   ( 6 )       w h er e  th e    is   a  g en er ato r   m a tr ix   w it h   d i m e n s io n    ,   an d     is   s cr a m b lin g   m a tr ix   w it h   d i m en s io n    .   T h e  g en er ato r   m atr i x     ca n   b e  w r itte n   i n   d i f f er e n t  w a y s   d u e  t o   its   s y s te m atic  c h ar ac ter .   No w     ca n   b e  w r itte n   as  = [ | ] ,    is   id en tit y   m atr i x   w ith   d i m en s io n    ,   an d     is    ( − )   p ar ity   ch ec k   m atr i x .   No w   w i th   al l   m en tio n ed   ab o v e.   T h e  co d ew o r d   ca n   b e  w r it ten   a s ,       = [ . |   . . ] = [ | ]   ( 7 )     Fro m   t h e  ab o v e  eq u at io n ,   t h e     is   t h e  f ir s t      o f   t h e  co d e w o r d   w h ile  t h e    is   la s t  r b its   o f   th e  co d e w o r d .   T o   en s u r e  th e  P L S,  th e  BER   o f   t h e  i n ten d ed   r ec eiv er   s h o u ld   b e  lo w   as  w el l  as  t h e  SN R   s h o u l d   b e  h ig h   en o u g h   to   en s u r e  al l  th e  er r o r s   co u ld   b e  c o r r ec t ed   an d   f o r   th at  = = . 1   T h e  b it  er r o r   p r o b a b ilit y   w h i le  th e BER   f o r   th e  ea v esd r o p p er   s h o u ld   b e  h ig h ,   as  w ell  a s   th e  SN R ,   s h o u ld   b e  lo w   s o   th at   th e  ea v esd r o p p er   is   n o t  g o i n g   to   b e  ab le  to   d ec o d e  th e  m ess a g e  an d   f o r   th a t,  th e   o u tp u t  o f   t h e  d escr a m b ler   f o r   th e  ea v e s d r o p p er   ca n   b e  w r itte n   as,     = + . − 1     ( 8 )     w h er e    is   t h e  lef t p ar t o f   t h e  er r o r   v ec to r   [ | ]   f o r   th e  p er f ec t scr a m b lin g   i s   ca lcu lated .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P h ysica l la ye r   s ec u r ity  a n d   en erg y  efficien cy   o ve r   d iffer en t …  ( Mo h a mme d   A h med   Ma g z o u b )   6677    = 1 / 2 ∑ ( ) ∑ ( − − ) = + 1 = 1 ( 1 − ) −   ( 9 )     I n   ( 9 )   co m p u tes   t h e   p r o b ab ilit y   o f   t h e  b it  er r o r   f o r   p er f ec t   s cr a m b li n g   w h er e    d en o tes  t h e  to tal   m es s ag e  b it s   in   t h e  co d e w o r d .   T h e  au th o r s   o f   [ 1 4 ]   d em o n s tr ates  th e  r es u lt s   o f   ( 9 )   u s i n g   B C H  co d es.  Fig u r e  4   d ep icts   th e  v ar io u s   le v el  o f   s cr a m b li n g   a s     r ep r esen ts   t h e  co lu m n   w eig h t  o f   th e  s c r a m b lin g   m atr ix .   T h e  lo w e s t    is   r etr iev ed   w i th   t h e  p er f ec t scr a m b l in g   d iag r a m .           Fig u r e  4 .   BER   o f   d if f er e n t le v el  o f   s cr a m b li n g   u s i n g   B P SK o v er   A W GN  c h an n el       3 . 4 .     P hy s ica l  la y er   s ec urit y   f o r  t he  er ro r  co rr ec t io n c o des   T h e  id ea   b eh in d   th e  co d i n g   tech n iq u es  is   to   m ak e   th e  m u t u al  in f o r m atio n   b et w ee n   th e  m ess a g e  an d   th e  en co d ed   m e s s a g e  is   ze r o .   T h e  in f o r m at io n   leak ed   f o r   th e  d ata  m a y   r ea c h   ze r o   if   th e  u n ce r tain t y   o f   t h e  r an d o m iza tio n   is   s m a ll  [ 1 5 ,   1 7 ] .   I n   th is   p ap er ,   th e    is   p er f o r m an c e  m etr ic  u s ed .   T h e  s ec u r it y   f o r   th e  tr a n s m itted   d ata  e x is t s   b y   m ai n tai n in g   t h e   BER   o f   t h e  r ec eiv e r   clo s e  to   ae r o   an d   th e  ea v esd r o p p er   t o   0 . 5   an d   ab o v e.   T h is   co n d itio n   e n s u r es  th at   t h e  ea v esd r o p p er   n o t  ab le   to   d e co d e  th e   r ec e iv ed   m es s ag e   b ac k .   L et   t h e   BER   av er ag e  a t  t h e  le g iti m ate  r ec eiv er   an d   t h e  ea v esd r o p p er   b e    an d     r esp ec tiv el y .   T h en ,   it  i s   r eq u ir ed   th at    b e  h i g h   to   en s u r e  s ec u r it y   an d   t h at    b e  ad eq u atel y   lo w   f o r   en s u r in g   th e   r eliab ilit y .   I f   th e  er r o r s   ar e  id en ticall y   i n d ep en d en t  d is tr ib u ted   ( IID )   an d       is   clo s e  to   0 . 5 ,   th en   ea v esd r o p p er   is   in ca p ab le  o f   e x tr ac ti n g   d ata  f r o m   t h e  r ec ei v ed   s eq u e n ce     .   F o r   f ix ed   ,  , ( ≈ 0 . 5 )   an d   , , ( ≈ 0 . 5 )   it  m u s t  h o ld   th at       )   ≤ ,  (     ) .     )   ≤ , (   ) .       L et     b e  th e  lo w est     f o r   w h ich   a)   h o ld s   an d   let      b e  th e  h ig h es t     f o r   w h ic h   b )   h o ld s .   I t   is   ass u m ed   th at  th e   r ec eiv er   o p e r ates  at      an d   th at  ea v esd r o p p er      is   s tr ictl y   lo w er   th an    .   T h e    p e r f o r m a n ce   m e tr ic  is   d ef in ed   as      in   d B .   T h e  au th o r s   o f   [ 2 2 ]   in tr o d u ce d   a  s ch e m e  in   ter m s   o f   th e    w h ic h   is   th e  r atio   b etw ee n   th e  SN R   f o r   th e  leg iti m ate  r ec eiv er   an d   th e  SN R   f o r   th e  ea v e s d r o p p er     .     3 . 5 .     E nerg y   ef f iciency   a na ly s is   B ased   o n   [ 4 ] ,   th e  lar g est  e n er g y   co n s u m p t io n   i n   a  co m m u n icatio n   s y s te m   i s   t h e  tas k s   o f   r ec ep tio n   an d   tr an s m is s io n .   In   ( 1 0 )   ca lcu lates   th e   co n s u m p tio n   o f   e n e r g y   f o r   s e n d in g   d ata  b it s     th r o u g h o u t  a  w ir ele s s   ch an n el  to   th e  le g it i m a te  r ec eiv er   at  d is tan ce   .     ( , ) = ( , ) − ( )   ( 1 0 )     W h er e     is   th e  co n s u m ed   en er g y   i n   t h e  tr an s m itter   an d     is   th e  c o n s u m ed   en er g y   at   th e  r ec eiv er .   A t t h e  tr an s m itter   t h e  en er g y   c o n s u m ed   is   ca lc u lated   as,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 0   :    6 6 7 3   -   6 6 8 1   6678   ( , ) =  ( , ) +  ( , )   ( 1 1 )       w h er e       is   t h e  en er g y   s p e n t  a t  th e  tr an s m itter   a m p li f ier   a n d      is   th e  s p en t  en er g y   b y   t h e   tr an s m itter   cir cu it.  T h e  r elatio n s h ip   b et w ee n   t h e  e n er g y   s p e n t  p er   b it  a t  th e  r ec ei v er   a n d   th e   en er g y   s p en t  p er   b it  at  th e   tr an s m itter   is   a s s u m ed   to   b e  lin ea r   an d   ca n   b e  f o u n d   b y   t h e  eq u atio n :     ( , ) = (  +   )   ( 1 2 )       ( ) =      ( 1 3 )     w h er e     an d      ar e   th e  co m p o n en ts   o f   t h e  h ar d w ar e.   F in all y ,   th e  r elatio n s h ip   b etw ee n   en er g y   co n s u m p tio n   an d   th e  p r o b ab ilit y   o f   b it e r r o r   is   illu s tr ated   as,     ( ) = ( )   ( 1 4 )       = (  ) ( ) (  ) (  ) / ( ) (  ) ( )   ( 1 5 )       4.   SI M UL AT I O N  R E S UL T S  AND  DIS CUSS I O N   T h is   s ec tio n   p r esen ts   a n d   an al y s e s   th e  co m p ar is o n   b et w ee n   th e  RS   an d   t - er r o r   co r r ec tio n   co d es  in   ter m s   o f     m etr ic.   T h e  co d e w o r d   len g t h   f o r   b o th   tec h n iq u e s   is   co n s id er ed   as  = 127 .   R S  a n d   s cr a m b led   t - er r o r   co r r ec tio n   co d es  ar e  ap p lied   o n   th e  A W GN   ch a n n el.   Mo r eo v er ,   th e   d ata  b its   len g t h   f o r   R S  a n d   s cr a m b led   t - er r o r   co r r ec tio n   co d es  ar e  co n s id er ed   to   b e  = 106 .   T h e  er r o r   co r r ec tin g   ab ilit y   f o r   b o th   RS   an d   s cr a m b led   t - er r o r   co r r ec tio n   c o d es  ar e  c o n s id er ed   to   b e  = 10 .   T h e  ch an n el  b it  er r o r   p r o b ab ilit y   f o r   A W GN   ch an n el  f o r   b o th   er r o r   c o r r ec ti o n   co d es is   ca lcu lated   as,       =   1 2 ⁄ ∗    ( √ (   ∗ ⁄ ) )   ( 1 6 )         w h er e    i s   t h e  co d e  r ate  an d       is   th e   .   T h e    is   illu s tr ates T ab le  1   f o r   th e  er r o r   co r r ec tio n   co d es.     B ased   o n   T a b le  1 ,   RS   co r r ec ti n g   co d e  tech n iq u e  i s   n o t  ad d ed   to   an o th er   tech n iq u e  s u ch   a s   s cr a m b li n g .   Mo r eo v er ,   R S  co r r ec tin g   co d e  tech n iq u e   g i v e s   th e  s m allis t    co m p ar ed   w ith   th e  o th er   t - er r o r   co r r ec tin g   co d e  tech n iq u es.  B ased   o n   th e     r esu lt,  R S  co d e  is   m o s t  s ec u r e  er r o r   co r r ec tin g   w it h o u t  t h e  ad d itio n   o f   o th er   tech n iq u e s .   F ig u r e  5   s h o w s   t h e  BER   f o r   th e  R S  co d e  an d   th e  s cr a m b led   t - er r o r .       T ab le  1 .   Secu r it y   g ap   f o r   d if f e r en t e r r o r   co r r ec tio n   co d es   E r r o r   c o r r e c t i n g   c o de   S e c ur i t y ga p ( dB )   S c r a m b le d   e r r o r   c o r r e c t i o n   c o des   4 . 8   R e e d   S o lo m o n   4 . 5   Pun c t ur e d   LD PC   8   U n sc r a m b le d   BC H   11             Fig u r e  5 .   BER   f o r   th e  s cr a m b led   t - er r o r   R S c o d e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P h ysica l la ye r   s ec u r ity  a n d   en erg y  efficien cy   o ve r   d iffer en t …  ( Mo h a mme d   A h med   Ma g z o u b )   6679   T ab le  2   co m p ar es  th e  r eq u ir ed   ti m e  to   s i m u late  t h e  er r o r   co r r ec tio n   co d es  b y   u s i n g   MA T L A B   v er s io n   7 . 1 4   ( R 2 0 1 2 a ) .   B ase d   o n   T ab le  2 ,   w e  o b s er v e  t h at  th e     co r r ec tin g   co d e  r eq u ir ed   less   ti m e   ( 5 . 7 8 2 3 8 4 s )   to   ex ec u te  th e  s i m u latio n   o f   P L S.  Ho w e v er ,   to   ex ec u te  t h e  L DP C   co r r ec tin g   co d e,   m o r e  th a n   1 0 0   s ec o n d s   ar e  r eq u ir ed .   T h e  co m p u tatio n al  co m p lex it y   d u e  to   RS   co r r ec tin g   co d e  is   s ee n   to   b e  less   co m p ar ed   to   s c r a m b led   er r o r   c o r r ec tin g ,   p u n c tu r ed   L DP C ,   L DP C ,   an d   B C H  co d es.       T ab le  2 .   T h e  r u n   ti m e  f o r   s ev e r al  er r o r   co r r ec tio n   co d es   E r r o r   c o r r e c t i n g   c o de   R un t i m e ( s )   BC H   24 . 512958   R e e d   S o lo m o n   5 . 782384   Pun c t ur e d   LD PC   98 . 993429   S c r a m b le d   e r r o r   c o r r e c t i o n   c o d es   20   LD PC   102 . 439194       4 . 1 .     Co m pa ri s o n  o f   ener g y   e f f iciency   bet w ee n  RS   a nd   BCH     T ab le   3   p r o v id es  th e  r eq u ir ed   s im u lat io n   p ar am e ter s   f o r   co m p ar io n g   t h e  ef f icien c y   o f   en er g y   b et w ee n   RS   an d   BCH .   B ased   o n   Fig u r e   6 ,   th e  esti m a ted   co n s u m i n g   e n er g y   o f   th e   BCH   co d e  is   less   th a n   th e  est i m a ted   co n s u m in g   e n er g y   o f   t h e  RS   co d e.   I n   th e  co m m u n icatio n   s y s te m   t h e  lo w er   B E R   is   e s ti m ated   to   co n s u m e   lo w   e n er g y .   I n   o th er   w o r d ,   th e   b etter   q u ali t y   o f   t h e  c h a n n el   i s   t h e  lo w er   e n er g y   co n s u m p tio n .   A t  th e  p r o b ab ilit y   f o r   b it   er r o r   o f   0 . 0 4   th e  esti m ated   co n s u m p tio n   o f   en er g y   is   0 . 0 5   f o r   th e  BCH   co d e.   On   th e  o th er   h a n d ,   at  th e  s a m e  p r o b ab ilit y   o f   b it  er r o r   f o r   t h e  RS   co d e  th e  c o n s u m p tio n   o f   en er g y   i s   al m o s t   0 . 1 6   joul e s / b it .   I t  is   clea r   t h at  t h e  BCH   co n s u m e  le s s   en er g y   th a n   th e   RS   w ith i n   t h e  co n d itio n s   o f   w ir eta p   ch an n el.       T ab le  3 .   Sim u latio n   p ar a m eter s   f o r   th e  e n er g y   ef f icie n c y   co m p ar i s o n   P a r a me t e r   V a l u e   T h e r mal   n o i se   − 173 . 8   dBm / Hz   H a r d w a r e   d e p e n d e n t   c o n st a n t   e TC   50   H a r d w a r e   d e p e n d e n t   c o n st a n t   e RC   50   T r a n smit t e r   p o w e r   e f f i c i e n c y   0 . 2   R e c e i v e r   n o i se   f i g u r e   10   dBm   R a w   b i t   r a t e   115 . 2   k   B a n d w i d t h   115 . 2   k   A n t e n n a   g a i n   10   dB   P a t h   l o ss e x p o n e n t   3   W a v e l e n g t h   0 . 3   m e t e r             Fig u r e  6 .   E s ti m ated   co n s u m p ti o n   o f   en er g y   f o r   RS   co d e       5.   CO NCLU SI O N   W e  h av e  p r ese n ted   t h e  p er f o r m an ce   o f   RS   an d   BCH   co d es  in   ter m s   o f   e n er g y   co n s u m p t io n   s ec u r it y   asp ec ts .   W e  f o u n d   t h at  R S  h a s   al m o s t  t h e  s a m e    as  s cr a m b l ed   er r o r   c o r r ec tio n   co d es  w h i ch   r eq u ir e  m o r e   en er g y   co n s u m p tio n   t h an   R S.  On   th e  o t h er   h an d ,   B C H  is   p o is ed   to   b e  a   g o o d   ca n d id ate  in   W SN s   f o r   p h y s ica l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 ,   Dec em b er   2 0 2 0   :    6 6 7 3   -   6 6 8 1   6680   w ir ele s s   s ec u r it y   b en e f it s   as  it  co n s u m es  les s   en er g y   co n s u m p tio n   t h an   R S.  T h e  lim i tati o n   o f   th is   s t u d y   i s   w h e n   b o th   r ec eiv er s   h a v e  th e   s a m e  c h a n n el  q u alit y .   Fo r   f u tu r e  s t u d ies,  w e  w i ll  an al y ze   th e  p r o p o s ed   w o r k   u n d er   d if f er e n t  n et w o r k   p h y s i ca l in ter f ac e s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   H.  V .   P o o r  a n d   R.   F .   S c h a e f e r,   “ W irele ss   p h y sic a l  la y e r  se c u ri ty , ”   Pro c e e d in g s  o f  t h e   Na ti o n a l  Aca d e my   o f   S c ien c e s ,   v o l.   1 1 4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 9 - 2 6 ,   2 0 1 7 .   [ 2 ]   M .   A .   S a le m ,   A .   B.   A b d .   A z iz,  M .   Y.  Bin   A li a s a n d   A .   A .   A b d u l  Ra h m a n . ,   " S e c r e c y   p e r f o r m a n c e   o n   h a l f - d u p l e x   t w o - w a y   m u l t i - r e l a y   t r a n s m i s s i o n   t e c h n i q u e   u n d e r   w i r e l e s s   p h y s i c a l   l a y e r   s e c u r i t y , "   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   I n f o r m a t i o n   T h e o r y   a n d   I t s   A p p l i c a t i o n s ,  p p .   6 6 8 - 6 7 2 ,   2 0 1 8 .   [3 ]   H.  El - g a m a l,   H.  V .   P o o r,   a n d   S .   S .   S h it z ,   “ W irele ss   P h y sic a l  La y e r  S e c u rit y , ”   EURA S IP  J o u rn a l  o n   W ire les s  Co mm u n ica ti o n s a n d   Ne two rk in g ,  v o l.   2 0 0 9 ,   n o .   1 ,   2 0 1 5 .   [4 ]   M .   A .   S a lem ,   A .   B .   A b d .   A z iz,   a n d   M .   Y.   Bin   A li a s,  “ Co o p e r a ti v e   Re la y   T ra n s m issio n   u n d e r   P h y sic a l  L a y e r   S e c u rit y   f o r  No n - Orth o g o n a l  Ne tw o rk s  La y e r  S e c u rit y   f o r  No n - Orth o g o n a l  Ne tw o rk s ,”   1 2 th   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Co m p u ter   S c ie n c e   a n d   I n fo rm a t io n   T e c h n o l o g y ,   2 0 1 9 .   [5 ]   A .   Y e n e r  a n d   S .   Ulu k u s,  “ W irele ss   P h y sic a l - L a y e r  S e c u rit y :  L e s so n s  L e a rn e d   f ro m   In f o r m a ti o n   T h e o r y , ”   Pro c .   IEE E,   v o l.   1 0 3 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 8 1 4 - 1 8 2 5 ,   2 0 1 5 .   [6 ]   X .   C h e n ,   D.  W .   K.  Ng ,   W .   H.   G e rsta c k e r,   a n d   H.  H.  Ch e n ,   “ A   S u rv e y   o n   M u lt ip le - A n ten n a   T e c h n iq u e s  f o r   P h y sic a l  L a y e r  S e c u rit y , ”   IEE E  Co mm u n .   S u rv .   T u to ri a ls,   v o l.   1 9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 2 7 - 1 0 5 3 ,   2 0 1 7 .   [7 ]   C.   E.   S h a n n o n ,   " A   m a th e m a ti c a l   th e o ry   o f   c o m m u n ica ti o n , "   T h e   Bell  S y ste m  T e c h n ica l  J o u rn a l,   v o l.   2 7 ,   n o .   3 ,     p p .   3 7 9 - 4 2 3 ,   1 9 4 8 .   [8 ]   D.  Klin c ,   J.  Ha ,   S .   W .   M c L a u g h li n ,   J.   Ba r ro s  a n d   B.   Kw a k ,   " L D P C  f o r  P h y sic a l  L a y e r  S e c u rit y , "   IEE E  Glo b a l   T e lec o mm u n ica ti o n s C o n fer e n c e   GLOBE COM ,  p p .   1 - 6 ,   2 0 0 9 .   [9 ]   M .   Ba ld i,   M .   Bian c h i  a n d   F .   Ch iara lu c e ,   " Co d in g   W it h   S c ra m b li n g ,   Co n c a ten a ti o n ,   a n d   HA RQ  fo r  th e   A WG N   W ire - T a p   Ch a n n e l:   A   S e c u rit y   G a p   A n a l y sis, "   IEE E  T ra n sa c ti o n s   o n   I n fo rm a t io n   Fo re n sic s  a n d   S e c u rity,   v o l.   7 ,   n o .   3 ,   p p .   8 8 3 - 8 9 4 ,   2 0 1 2 .   [1 0 ]   M .   De n e r, ”   S e c u rit y   A n a l y sis in   W irele ss   S e n so r  Ne t w o rk s ,”   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  Distri b u te d   S e n so r Ne two rk s,   v o l.   2 0 1 4 ,   2 0 1 4 .   [ 1 1 ]   N.  A .   A lraje h ,   U.  M a r w a t,   B.   S h a m s,  S .   S a d d a m ,   a n d   H.  S h a h . ,   “ E r r o r   C o r r e c t i n g   C o d e s   i n   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r k s   :   A n   E n e r g y   P e r s p e c t i v e , ”   A p p l i e d   M a t h e m a t i c s   &   I n f o r m a t i o n   S c i e n c e s   A p p l i e d   M a t h e m a t i c s   &   I n f o r m a t i o n   S c i e n c e s ,   v o l .   8 1 8 ,   n o .   2 ,   p p .   8 0 9 - 8 1 8 ,   2 0 1 5 .   [1 2 ]   M.   A.   M .   A lb a sh ier,   A.   A .   Az iz ,   Ha d h ra m i  A b d .   G h a n i,   “ P e rf o rm a n c e   a n a l y sis  o f   p h y sic a l  la y e r   se c u rit y   o v e r   d if fe re n t  e rro r  c o rre c ti n g   c o d e s  i n   w irele ss   se n so r  n e tw o rk s , ”   2 0 t h   In ter n a ti o n a l  S y mp o si u m  o n W i re les s  Per so n a l  M u lt ime d ia   C o mm u n ica ti o n s ( W PM C),   2 0 1 7 .   [1 3 ]   J.  Ch o i ,   J.  Ha   a n d   H.  Je o n ,   " P h y s ica l  la y e r  se c u rit y   f o r  w irele ss   se n so r  n e tw o rk s,"   IEE E  2 4 t h   An n u a l  In ter n a ti o n a l   S y mp o si u m o n   Per so n a l,   In d o o r,  a n d   M o b i le R a d io   Co mm u n ica ti o n s   ( PIM RC),    p p .   1 - 6 ,   2 0 1 3 .   [1 4 ]   H.  Je o n ,   J.  Ch o i,   a n d   S .   W .   M c lau g h li n ,   Ch a n n e l  Aw a re   En c r y p ti o n   a n d   De c isio n   F u si o n   f o r  W irele ss   S e n so r  Ne tw o rk s,  v o l.   8 ,   n o .   4 ,   p p .   6 1 9 6 2 5 ,   2 0 1 3 .   [1 5 ]   Y.  Re n ,   A .   Bo u k e rc h e   a n d   L .   M o k d a d ,   " P e rf o rm a n c e   a n a l y sis  o f  a   se lec ti v e   e n c r y p ti o n   a lg o rit h m   f o r  w irele ss   a d   h o c   n e tw o rk s,"   IEE E  W ire les s Co mm u n ica ti o n s  a n d   Ne two rk i n g   C o n fer e n ce,   p p .   1 0 3 8 - 1 0 4 3 ,   2 0 1 1 .   [1 6 ]   A .   D.  Wy n e r,   " T h e   w ire - tap   c h a n n e l, "   in   T h e   Be ll   S y ste m   Tec h n ica l  Jo u rn a l ,   v o l.   5 4 ,   n o .   8 ,   p p .   1 3 5 5 - 1 3 8 7 ,   1 9 7 5 .   [1 7 ]   K.  D.  Ra o ,   “ C h a n n e l  C o d i n g   T e c h n i q u e s f o r  W irele ss   Co m m u n ica ti o n s,”   S p ri n g e r,   2 0 1 5 .   [1 8 ]   W .   K.  H a rriso n   a n d   S .   W .   M c L a u g h li n ,   " P h y sic a l - La y e r  S e c u rit y :  Co m b in in g   Err o r  Co n t ro l   Co d i n g   a n d   Cr y p to g ra p h y , "   IEE E  In ter n a t io n a l  Co n fer e n c e   o n   Co mm u n ica ti o n s,   p p .   1 - 5 ,   2 0 0 9 .   [1 9 ]   J.  Zh u ,   Y.  Zo u   a n d   B.   Zh e n g ,   " P h y sic a l - La y e r   S e c u rit y   a n d   Re li a b il it y   Ch a ll e n g e s  f o r  In d u stria l  W irele ss   S e n so r  Ne tw o rk s,"   IEE E  Acc e ss ,   v o l.   5 ,   p p .   5 3 1 3 - 5 3 2 0 ,   2 0 1 7 .   [2 0 ]   V .   P o t d a r,   A .   S h a rif   a n d   E.   Ch a n g ,   " W irel e ss   S e n so r  Ne t w o rk s:  A  S u rv e y , "   In ter n a ti o n a l  C o n fer e n c e   o n   Ad v a n c e d   In fo rm a t io n   Ne two rk in g   a n d   A p p l ica ti o n s W o rk sh o p s,   p p .   6 3 6 - 6 4 1 ,   2 0 0 9 .   [2 1 ]   M.   A.   M .   A lb a sh ier,  A .   A.   A z iz ,   HA   G h a n i,   “ P e rf o rm a n c e   A n a l y sis  o f  P h y sic a l  L a y e r  S e c u rit y   Ov e r  Di ff e r e n t   T - e rro r  Co rre c ti n g   Co d e s,”   T ENC ON 2 0 1 7 ,   2 0 1 8 .   [ 2 2 ]   M . A . M .   A lb a sh ier,  A . A .   Az iz,  H A .   G h a n i,   AK   S a m ig a n . ,   “ P e r f o r m a n c e   c o m p a r i s o n   o f   e n e r g y   e f f i c i e n c y   a n d   p h y s i c a l   l a y e r   s e c u r i t y   f o r   r e e d   s o l o m o n   a n d   b o s e - c h a u d h u r i - h o c q u e n g h e m   c o d e s   i n   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k s ,”   P r o c .   o f   7 t h   I n t .   C o n f .   o n   C o m p u t e r   a n d   C o m m u n i c a t i o n   E n g i n e e r i n g ,   2018.   [2 3 ]   T .   Ba rte e   a n d   D.  S c h n e id e r,   " An   e lec tro n ic  d e c o d e r  f o r  Bo se - Ch a u d h u ri - H o c q u e n g h e m   e rro r - c o rre c ti n g   c o d e s,"   IRE   T ra n sa c ti o n s  o n   I n f o rm a ti o n   T h e o ry ,   v o l.   8 ,   n o .   5 ,   p p .   1 7 - 2 4 ,   1 9 6 2 .   [2 4 ]   H.  M o d a re s,  R.   S a ll e h   a n d   A .   M o ra v e jo sh a rieh ,   " Ov e rv ie w   o f   se c u rit y   issu e s  in   w irele ss   se n so r  n e tw o rk s, "   T h ird   In tern a ti o n a l  C o n f e re n c e   o n   Co m p u tati o n a l  I n telli g e n c e ,   M o d e ll i n g   &   S im u latio n ,   p p .   3 0 8 - 3 1 1 ,   2 0 1 1 .   [2 5 ]   M .   Blo c h ,   M .   Ha y a sh i  a n d   A .   T h a n g a ra j,   " Err o r - Co n tro l  C o d in g   f o r  P h y sic a l - L a y e r  S e c re c y , "   Pro c e e d in g s  o f   th e   IEE E,   v o l.   1 0 3 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 7 2 5 - 1 7 4 6 ,   2 0 1 5 .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P h ysica l la ye r   s ec u r ity  a n d   en erg y  efficien cy   o ve r   d iffer en t …  ( Mo h a mme d   A h med   Ma g z o u b )   6681   B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       M o h a m m e d   A h m e d   M a g z o u b   re c e iv e d   th e   B . S .   d e g re e   in   T e lec o m m u n ica ti o n   En g i n e e rin g   f ro m   M u lt im e d ia  Un iv e rsiti   (M M U),  M a la y sia ,   in   2 0 1 6 .   He   is  c u rre n tl y   p u rsu in g   t h e   m a ste r’s  d e g re e   in   T e le c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   a t  M u lt im e d ia Un iv e rsity   (M M U) ,   M a lay si a .   His res e a rc h   in tere st  in c lu d e s  W irele ss   p h y si c a l  la y e r  se c u rit y ,   c o d in g   th e o ry   in   c o m m u n ica ti o n   sy ste m s,  sig n a l  p ro c e ss in g   a n d   w irele ss   se n so r  n e tw o rk s.           Az la n   B in   Abd   A z iz  re c e iv e d   th e   B. S .   d e g re e   in   e lec tri c a l  a n d   c o m p u ter  e n g in e e rin g   f ro m   Oh io   S tate   Un iv e rsity ,   Co lu m b u s,  O h io ,   USA   in   1 9 9 8   a n d   th e   M . S .   d e g re e   in   c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   M a n c h e ste r,   UK   in   2 0 0 4 .   In   M a rc h   2 0 1 2 ,   h e   o b tain e d   a   P h . D .   d e g re e   in   e n g in e e rin g   a n d   c o m p u ter  sc ien c e   a t  Na g o y a   In stit u te  o f   Tec h n o lo g y .   His  c u rre n t   re se a rc h   in c lu d e s  p h y sic a l  la y e r   s e c u rit y   f o r  w irele ss   n e t w o rk s,  v e h icu lar  c o m m u n ica ti o n s,  a n d   s m a rt  a n ten n a   a p p li c a ti o n s.           M o h a m m e d   A h m e d   S a l e m   r e c e i v e d   th e   B. S .   d e g re e   in   M e c h a tro n ics   En g in e e rin g   f ro m   Un iv e rsiti   T e k n ik a l  M a la y si a   M e lak a   (U TeM) ,   M a lay sia ,   in   2 0 1 7 .   He   is  c u rre n tl y   p u rsu in g   th e   m a ste r’s  d e g re e   in   T e lec o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   a t  M u lt im e d ia  Un iv e rsit y   (M M U),  M a lay sia .     His  re se a rc h   in tere st  in c lu d e s  W irele ss   p h y si c a l  la y e r  s e c u rit y ,   c o o p e ra ti v e   re la y   n e tw o rk s  a n d   non - o rt h o g o n a l  m u lt i  a c c e ss   n e two rk .         H a d h r a m i   A b d   G h a n i   re c e iv e d   h is  b a c h e lo r’s  d e g re e   in   e lec tro n ics   e n g in e e rin g   f ro m   M u lt ime d ia  Un iv e rsit y   M a la y sia   (M M U)  in   2 0 0 2 .   In   2 0 0 4 ,   h e   c o m p lete d   h is  m a ste r’s   d e g re e   in   T e le c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   a t  T h e   Un iv e rsit y   o f   M e lb o u r n e .   He   th e n   p u rsu e d   h is  P h . D.  a t   Im p e r ial  Co ll e g e   L o n d o n   i n   t h e   sa m e   stu d y   a re a   a n d   c o m p lete d   h is   P h . D.  re se a rc h   in   2 0 1 1 .   Cu rre n tl y ,   h e   se rv e s  a s   o n e   o f   th e   a c a d e m i c   a n d   re se a r c h   sta ff   m e m b e rs  a t  M u lt im e d ia  u n iv e rsit y   (M M U).         No r   A z li n a   A b   Az i z   re c e iv e d   h e r  P h . D.  d e g re e   f ro m   Un iv e rsi ty   o f   M a la y a ,   M a la y sia .   S h e   is  c u rre n tl y   a   s e n io r  lec tu re r  w it h   th e   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   M u lt im e d ia   Un iv e rsit y ,   M e lak a ,   M a la y sia .   He r  re s e a rc h   in tere sts   in c lu d e   th e   f u n d a m e n tal  a sp e c ts   a n d   a p p li c a ti o n s  o f   c o m p u tatio n a l  i n t e ll ig e n c e   in   w irele s s   c o m m u n ica t io n ,   b io i n f o rm a ti c s,  o p e ra ti o n a l   re se a rc h   a n d   a ff e c ti v e   c o m p u ti n g .         Az w a n   M a h m u d   re c e i v e d   th e   B. S c .   d e g re e   ( w it h   f irst - c las s   h o n o rs)  in   e lec tri c a l  a n d   e lec tro n ic   e n g in e e rin g   f ro m   th e   Un iv e rsit y   Co ll e g e   o f   L o n d o n ,   L o n d o n ,   U.K.,   in   1 9 9 8 ,   M BA   d e g re e   in   stra teg ic  m a n a g e m e n t  f ro m   th e   U n iv e rsity   o f  Tec h n o lo g y   M a la y si a ,   in   2 0 0 8 ,   a n d   P h D  in   w irele ss   c o m m u n ica ti o n   sy ste m   f ro m   Un iv e rsit y   o f   M a n c h e ste r,   UK ,   in   2 0 1 4 .   His  c u rre n t  re se a rc h   in tere sts   in c lu d e   th e   p e rf o r m a n c e   a n a l y si s  f o r  5 G  c e ll u lar  s y ste m s,   h e tero g e n e o u s  sy ste m s,  r e la y ,   s m a ll   c e ll s,  w irele ss   p o w e r  tran sfe r,   D2 D,  DA S   a n d   V2 X   sy ste m s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.