I n t ern a t i o n a l   J o u rn a l   o f   A d v a n ces   i n   A p p l i ed   S ci en ces   ( I J A A S )   V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S ep t em b er   201 8 ,   p p.   2 73~ 2 85   I S S N 225 2 - 88 14 ,   D OI 10. 115 91 /ij a a s . v7 . i 3 . p p26 5 - 2 85             2 73       Jo u r n al   h om e pa ge h t t p : / / i a e s co r e . c o m/ o n l i n e / i n d e x . p h p / I J A A S   A I n t u i ti o n i s ti c   F u z z y   S e ts   Im p l e m e n ta t i o n   fo r   K e y   Di str i b u t i o n   i n   Hy b r i d   M e s s age   E n cryp t i on   Ove r   W s n s         Y   .M .   W a z e r y 1 ,   M o n a   A .   S .   Al i 2   1   F a c ul t y  of  c om put e rs  &  i nform a t i on ,  M i ni a  U ni ve rs i t y ,  E g y p t   2   F a c ul t y  of  c om put e rs  &  i nform a t i on , Be nha  U ni ve rs i t y ,  E gy p t       A rt i cl I n f o     A BS TR A C   Ar t i c l e   h i s t o r y :   R ecei v ed   D e c   2 1,   2 017   R e v is e d   Ma r   24 ,  20 18   A ccep t e d   A p r   26 ,   2 018       W S N  i s  a  w a y   of ha ndl i ng da n ge rous  a nd hos t i l e  e nv i ronm e nt s  s a fe l y .  I t   re pl a c e s  hum a n e xi s t e nc e  w i t h node s  a nd un i t s  t ha t  c oul s us t a i n i t s   ex i s t en ce u n d er   ex t r em e ci r cu m s t an c es . T h e s i g n i f i can ce o f  W S N   ar i s es  f r o m   t he  i m port a nc e   of t he  da t a  g a t h e re d t hrough i t s  node s .  D ue  t o t he  fa c t  of  W S N  t ha t  i t  i s  o pe n a i r e nv i ron m e nt ,  s e c ur i t y   i s s ue s  m us t  be  c o ns i de re d,  for   e xa m pl e   a ut he n t i c a t i on of n e w   u ni t s  a nd t h e  e n c r y pt i on of d a t a  t ra ns m i t t e be t w e e n t h e s e   uni t s .  T hi s  re s e a rc h provi d e s  a  ne w  m ode l  c ove ri ng t w o   i m port a nt  a s pe c t s  i n W S N .  T he  fi rs t  a s pe c t  i s  t he   c re a t i on of t h e  k e y   t ha t  w i l l   be  us e d for t he  c urre nt  s e s s i on  be t w e e a  pa i r  of node s .  In t h is  s te p  th e   re s e a rc i nt rodu c e s  t he  i n t ui t i on i s t i c  fuz z y  s e t s   t o ha ndl e   t he  W S N  c ri t e ri a   s i m ul t a ne ous l y   a nd e ffi c i e n t l y ,  i n orde r t o de c i d e  t he  e x a c t  ke y  l e ngt h   re qui re d d e pe nd i ng on t he  s t a t us  of t he  ne t w ork pa ra m e t e rs .  T he  s e c ond   a s p e c t is  th e  d is tr ib u ti on  of t he  ke y  b e t w e e t he  u ni t s  de s i ri ng   c om m uni c a t i ons .  T hi s  pha s e  s t a rt s  by  a u t he nt i c a t i ng e a c h e nt i t y  t o  e a c h ot he r   a nd t o  t he  c l us t e r he a d,  t he n  o ne  uni t  s ugge s t s  a  ke y   a nd  t h e  ot h e r on e   c onfi rm s .  It  t he n s t a rt s  c om m uni c a t i on us i ng t ha t  ke y .  T h i s  pha s e   s how s  t he   h y bri d  c r y pt ogr a ph y  a ppl i e i n w hi c h t h e  a l gori t hm  us e s  a s y m m e t ri c   e nc r y pt i on for a ut he nt i c a t i on t h e n us e s  s y m m e t ri c  e n c r y pt i on t o s e c ure  t h e   c onne c t i on be t w e e n t he   t w o uni t s .  E xpe ri m e nt a l   re s ul t s  i n t hi s  re s e a rc c oul d   c a t e gori z e a l s o  i nt o  t w o   cl as s es . T h e f i r s t   cl as s   i s  k e y  s i ze  m o d el   i n  w h i ch   t he  propos e d m ode l  c om pa re d t o ordi na r y  K N N  a nd fuz z y  m od e l  re l a t e d t o   t he  de t e rm i na t i o n of t he  ke y  s i z e .   T he  propos e d m ode l  s how s  a n ove ra l l   e ffi c i e nt  w a y  re l a t i ng  t o de c i de  t he  ke y  s i z e .  T h e   s e c ond c l a s s  of e xpe ri m e nt s   i s  t o di s t ri but e  t he  i nt e rm e di a t e  ke y   e ffi c i e n t l y ;   a t  t hi s  poi nt  t h e  propos e d   m ode l  s how s  r e s i l i e n c e  a nd  e f fi c i e nc y  c om pa r e d t o di s t ri but i ng t he  k e y   di re c t l y  t hrough c l us t e r   he a d.                  Ke y wo r d :   E nc r y ption   H y br id c r y ptogr a phy   I n t u i t i o n i s t i c f u zzy  s et s   Key   KN N   W S N  ( W i r el es s  s en s o r  n et w o r k )   Copy r i ght  ©  201 8   Ins t i t ut e  o f   A d v anc e d  E ngi n e e r i ng and S c i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   C or r e s po n di n A u t h or :   M o n a   A .   S .   A l i ,     F a c u l t y   o f   c o m p u t e r s   &   i n f o r m a t i o n ,     B e nha   U ni ve r s i t y ,   E gy pt .   E m a i l :   M ona . a bde l ba s e t @ f c i . bu . e d u. e g         1.   I N T R O D U C T I O N     T h e  s tud in t r odu c e s  W S (w i r e l e s s  s e n s o n e t w o rk )   w i t wi de  r a n g a b out  i t s  m e a ni n g a n a ppl i c a t i o ns  ,  i t  i s  not  r e ga r d e d a s  a ny  o r di na r y   ne t w or k s y s t e m s  but  i t  c ons i de r s  o ne   o f  t he  m os t  e s s e nt i a l   w a y s  t o  i n t r o d u ce p e r f ect  an d  s ecu r n e t w o r k   s e r v i ce   [1 ] .  T o a s s u r e  t ha t  we   ne e d t pr o vi de  s om e   c i r c um s t a nc e s  a nd  f ol l o w c o ndi t i o ns  w hi c h  he l us e r s  t o  a c c e s s  i nf or m a t i on i n f i e l d s  of  i nt e r e s t  of   W S N   e a s i l y  wi t ho ut  a ny  o bs t r uc t i ons  o r   pr o bl e m s .  I n t hi s  s t u dy  a l s E nc r y pt i on  o r  e nc o d i ng i s   r e c og ni z e d a n d   im pl e m e nt e d t pr o vi de  a  s e c ur e  m e a ns  of   t r a ns m i s s i on a nd  c om m uni c a t i on  by  k n owi ng  i t s  o r i gi n ,   m e a ni ng   a nd   i t ` s   wa y   o f   w or ki n i a d di t i on  t i t s   m a i p u r p os e   w hi c pr ot e c t s   da t a   s t or a ge .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN 2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e pt e m be r   2 0 18 :   273     2 85   2 74   I n  t h i s   r es ear c h  a  n e w  m o d el   f or   s e c u r i n g t he   W S N i s   pr o pos e d .  T he   pr o pos e d  m ode l  u s e d t o s e c ur e   t he  c r e a t i o n a nd t r a ns m i s s i on o f  t he  s e c r e t  ke y  whi c h i s  us e f or  t e m po r a r i l y  c om m uni c a t i o n be t w e e n a   co u p l es   o f  e n t i t y .  T h e c r eat i o n   o f  t h e t em p o r ar i l y   d ep e n d s   o n  s o m e p ar am et er s  t h o s e a r e p a s s e d  t o   an   i nt ui t i oni s t i c  f uz z y   m ode l  w hi c h de c i de s  t he  e xa c t  num be r  of  bi t s  w i l l  be  us e d u nde r  t he  c ur r e nt   ci r cu m s t an ces .  A f t er  t h n u m b er  o f   b i t s  i s  cl ear l y  d eci d e d ;   t h e m o d el  s t ar t s  an o t h e r   p h as e i n   w h i c h  t h k ey  i s   pa s s e d t o a  pa i r  of   uni t s  i s s ue d   c om m uni c a t ion .  T he  m ode l  s t a r t s  w i t h a  c om m uni c a t i on r e q ue s t  f r om  a  no d e   t o  t h e C l u s t er   H ead .  T h e C H  au t h e n t i cat es  each   u n i t  t o  t h e o t h e r  t h e n  t h e s es s i o n  k ey  i s  cr eat ed  a n d   p as s e d   be t we e n t he  t wo  uni t s  f or   a  c e r t a i n a m o unt  o f  t i m e  de c i de by  t he  C H a c c or d i n g  t o  t h e  i n t u i t i o n i s t i c     f u zzy   m o d el   [ 2 ] .   W S N  i s  t he  t y pe   of  ne t w o r k s  t ha t  i s   ba s e d  o n a d - h oc  t e c hn ol o gy   but  p r ovi de s  m or e  a de q ua t e  a n s t a bl e  i nf r a s t r u c t ur e .   W S pr ovi de s  s o m a ny  a ppl i c a t i on s   bot h m i li t a r y  a nd  c i vi l i a n e nv i r o nm e nt s .  S e c ur i t y   i n  W S N   i s   e m er g i n g  m an y  r es ear c h e r s  s i n ce a l o t  o f  a t t ack s  o cc u r r e d  f r e q u e n t l y .   T h es e at t ack s   r eq u i r es   c ont i n u ou s   de v e l opm e nt   of   de f e ns e   s y s t e m s   to  f a c e   t he s e   a t t a c ks .   T he   i nt ui t i oni s t i c   f uz z y   s e t s   pr o vi de s   a   ve r y   e l a s t i c  a nd s t r on g m e t hod s  f or   de c i s i o n m a ki n w i t hi n a   ve r y  c ha ngi ng  e nvi r o nm e nt  l ike   W S N .  T he   r e s t  o f   t hi s  s e c t i on p r ovi de s  i ns i g ht s  on  W S N ,  Ke y  di s t r i but i o n,   c r y pt o gr a p hy  a nd i nt ui t i oni s t i c  f uz z y  s e t s .  T h os e   t o p i c s   a r e   t h e   o r b i t s   f o r   t h i s   r e s e a r c h .               1 . 1 .     WS N   A  w i re l e s s  s e n s o n e t w o rk   ( WS N ) m e a n s   t h e  w i r e l e s s  n e t w o r k  t h a t  c o n s i s t s  o f  s p a t i a l l y  d i s t r i b u t e d   ove r  a   r a n ge   of  a ut o nom ous   d e vi c e s  by   us i n g s e ns o r s  t o  p r ovi de  t he  a bi l i t y  f or   c o nt r ol l i ng t he  e n vi r o nm e nt a l   co n d i t i o n s .   A   W S N  s y s t em  i n co r p o r at es  a   g at ew ay  t h at   p r o v i d es  w i r el es s  co n n ect i v i t y  b ac k  t o  t h e   w i r e d   w o r l d a nd  di s t r i b ut e d n o de s .   T he  wi r e l e s s  p r ot oc ol  o f  c h oi c e  w o r k s  by  d e pe n di n on t h e  a ppl i c a t i on  n e e d s   a nd   r e q ui r e m e nt s   [ 3] .   A p p l i c a t i o n s   o f  W S N :   E n g i n e e r s  c r e a t e   W S N  a p p l i c a t i o n s  f o r  a r e a s  i n v o l v i n g  h e a l t h  c a r e ,   u t i l i t i e s ,   s u r v ei l l an ce an d  r em o t m o n i t o r i n g .  I n  h eal t h  car e f i el d ,   w i r el es s  d ev i ces   cr eat e l es s  i n v as i v e  m oni t or i ng f o r   p a t i e n t s  [ 4 ] .   F o r  s e r v i c e s   u t i l i t i e s  s u c h   a s  t h e  e l e c t r i c i t y  p o w e r  g r i d ,  s t r e e t l i g h t s ,  a n d  o u t d o o r  w a t e r   m uni c i pa l s ,   w i r e l e s s   s e ns or s   gi ve   a   l ow e r - c o s t   wa y   fo co l l ect i n g   s y s t e m   h eal t h   d at t o   d ecr eas e n er g y   u s ag e   a nd  be t t e r  m a n a ge  r e s ou r c e s .   R e m ot e  c ont r o l l i ng a nd c ont r ol  c ove r s  a  wi de  r a nge   of  a p pl i c a t i ons  i nc l udi ng   w ay s   w h er w i r el es s   s y s t e m s   can   s eq u el   w i r ed   s y s t em s   b y   d ecr eas i n g   c o s t s   o f   w i r i n g   s t r u ct u r es   a nd   a llo w i ng  m a ny   ne w   t y pe s   o f   m e a s ur e m e nt   a p pl i c a t i on s .   R e m ot e   m oni t or i n a nd   s u r ve i l l a nc e   a ppl i c a t i ons   i nc l u de :   a.   I n d us t r i a l   l a r ge   m a c hi ne   m oni t or i n g,   s a vi ng   hum a l i f e   f r o m   da nge r   b.   S tr u c t u r a m o nito r ing   f or   la r ge   bu ild ing s   a nd  br idg e s     c.   E n vi r o nm e nt a l   m oni t or i n g   a n d   a s s e s s m e n t   o f   a i r ,   s o i l   ,   a n d   w a t e r   [5 ]   d.   P r o c e s s  m oni t or i ng  f or   wa t c hi n ove r  t he  s t e ps  i n v ol ve d i n t he  a ut o m a t e d pr oc e s s e s  w i t h out   h u m a i n t e r v e n t i o n .       e.   I m p o r t a n t   o b j e c t s   t r a c k i n g   W i r el es s   t ech n o l o g y   g i v es   m an y   ad v an t a g e s   t h at   h el p   u s er s   t o   m ak w i r ed   an d   w i r el es s   s y s t e m s   an d   a l l ow   us e r s   t o   t a ke   a dva nt a ge   of   t he   gr e a t e s t   t e c hn ol o gy   f or   t he i r   a ppl i c a t i o ns .       1 . 2 .     C o m p o ne nt s   o f   a   W S N   N o de   A   W S N   no de   ha s  s e ve r a l  t e c hni c a l  i n gr e di e nt s  i nv ol vi n g t he  r a di o,   ba t t e r y ,  m i c r oc o nt r ol l e r ,  s e ns o r   i n t er f ace a n d   a na l o g c i r c ui t .   W he W S N t e c hn ol o gy  i s  us e d,  t r a de - of f s  a m ong t hos e  c o m pos t s   m us t  be  ke pt  i n  m i n d .   I n   s y s t e m s  t h o s e  a r e   m a i n l y  b a t t e r y - p o w e r e d,  t h e  us e   of  m or e   f r e que nt  r a di be s i de s   hi g he r  r a di o   da t a   r a t e s   i m pl i e s   m or e   po w e r   c o ns um pt i on.   Us ua l l y   t w t t h r ee  y ear s   b at t er y   l i f i s   r e q u i r ed ,   s o   m o s t   o f   t h W S N  s y s t em s   t o d ay  ar e  b u i l t  o n  Z i g B ee  b e cau s o f  t h e l o w - po w e r  c ons um e d i n Z i g be e ,  d ue  t o  ba t t e r y  l i f e   a nd  p o w e r  m a na ge m e nt  t e c h nol ogy  a r e  e v o l vi ng  a n d ue  t o t he  a va i l a bi l i t y  of   I E E E  8 0 2. 11  ba n dw i dt h,   W i - F i   w i l l   b e   a n   i n t e r e s t i n g   t e c h n o l o g y   [6 ].           F ig ur e   1 .   G e n e ra l   f o rm  o WS N   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14     A n   I n t u i t i o n i s t i c   F u z z y   S e t s   I m p l e m e n t a t i o n   f o r   Ke y   D i s t r i b u t i o n   i n   H y b r i d . . .   ( M on A .   S .   A li )   2 75   T h e   o t h e r  t e c h n o l o g y   r e q u i r e m e n t  i n   W S N   a r c h i t e c t u r e  i s   t h e  b a t t e r y  i t s e l f .  I n  a d d i t i o n   t o  l o n g  l i f e   r e q ui r e d,  t he  s i z e  a nd w e i ght   of  ba t t e r i e s  m us t  be   c ons i de r e d a s  w e l l  a s  i nt e r na t i o na l l y  e xi s t i ng s t a nda r d s  f or   t h e   s h i p p i n g   o f   b a t t e r i e s   a n d   t h e   a v a i l a b i l i t y   o f   b a t t e r y .   T h e   l o w   c o s t   a n d   w i d e   a v a i l a b i l i t y   o f   c a r b o n   z i n c   a n d   al k al i n b at t er i es   m ak t h em   co m m o n   ch o i ce.       T o  e n l a r g e  t h e  b a t t e r y  l i f e ,  a   W S N   no de  c o nt i nu o us l y  w a ke s   up  a n d t r a ns m i t s  da t a  by  p ow e r i n o n   t he  r a di o a nd  t he n p o we r i n g  i t ba c k of f  t o ke e p e ne r gy .   W S r a di o t e c hn ol o gy   m us t  t r a ns m i t a  s i gna l   e f f i c i e nt l y   a n d   a l l ow   t he   s y s t e m   t go  ba c t s l e e w i t l o we r   p o w e r   us e .   T hi s   m e a ns   t h e   p r oc es s o r   i n cl u d ed   m us t  a l s o be  a bl e  t o p owe r  u p,  wa ke  a nd  r e t ur n t o s l e e m ode  i n a n e f f i c i e nt  w a y .   W S Ns  M i c r op r o c e s s o r   di r e c t i o n i nv ol ve  r e duc i ng c o ns um pt i on  of   po w e r  w hi l e  r e s e r vi ng  or  i nc r e a s i n g p r oc e s s or  s pe e d.  M u c h l i ke   a ny  r a di o c h oi c e ,  t he  p r oc e s s i ng s pe e d a n d po we r  c o ns um pt i on t r a de - o f f  i s  a  ke y  i s s ue  a nd c onc e r w he n   s e l e c t i ng  W S N s  pr oc e s s o r s  [ 7 ] .  T hi s  m a ke s  pr oc e s s or s  o f  t he  f a m i l y  x86  a r c hi t e c t u r e  a   ve r y   ha r opt i on  f or   an y   b at t er y - pow e r e d   un its .   T h r es t  o f  t h i s  p a p e r  i s   cat eg o r i zed  as  f o l l o w s ;  s ec t i on  on e   p r o v i d es  l i t er at u r r ev i e w  an d   pr e l i m i na r i e s  f or  t he  t e c h n ol ogi e s  a n d m e tho ds   us e d i n t hi s  r e s e a r c h;  s e c t i on  t w o   pr o vi de s  t he  i nt r o duc e d   m o d e l  f o r  s e c u r i n g   W S N s ;  t h e  e x p e r i m e n t a l  r e s u l t s   p e r f o r m e d  i n  t h i s  r e s e a r c h  i s  i l l u s t r a t e d  i n  s e c t i o n   t h r e e ;   f i na l l y   t he   c on c l us i o ns   dr a w n   f r om   t hi s   r e s e a r c h   i s   f i gu r e d   out   i s e c t i o fo u r .         2.   R ES EA R C H   M ETH O D     2 . 1 .     I n tu i ti o n i s ti c   F u zzy   S e t s   I nt ui t i oni s t i c  f uz z y  s e t  ( I F S ) ,  i nt r o duc e by  A t a na s s o v i s  c on s i de r e d a   p ow e r f ul  t o ol  t o  ha n dl e  de a l   w i t h va g ue ne s s .  A p r om i n e n t  o b v i o u s  c h a r a c t e r i s t i c  o f  I F S  i s  t h a t  i t  a s s i g n s  t o  e a c h  e l e m e n t  f i r s t  a   m e m be r s hi d e gr e e  a n d s e c o ndl y  a   no n - m e m be r s hi p d e g r e e ,  a n d t h us ,  t he  I F S  c ons t i t ut e s  a n a d va nc e m e nt  a nd e xt e n s i o of  Z a de h’ s   f uz z y  s e t ,  w hi c a s s i gns   o nl y  a   m e m be r s hi de g r e e  t o  eac h  el e m en t   [8 ] .  M a n y   a ut h or s  ha ve   p a i d a t t e nt i on  f or  t he  a ppl i c a t i ons   o f  t he   I F S  t he or y .   T h os e  a p pl i c a t i ons   a nd  t he or i e s   h a s  be e n   s uc c e s s f ul l y  us e d a n d a p pl i e d  i n di f f e r e nt  f i e l ds  s uc h a s ;  l ogi c  p r og r a m m i ng [ 9] ,  m e dic a l  di a gn os i s ,   de c i s i o m a k in g pr ob l e m s  e t c .  Re c e n t l y  v a r i o u s  a p p l i c a t i o n s   o f  I F S  c l u s t e r i n g  a n d  c l a s s i f i c a t i o n   o f   a r t i f i c i a l   i nt e l l i ge nc e  ha ve  a ppe a r e d;   f or  e xa m pl e  ( I F N N)  i nt ui t i on i s t i c  f uz z y  ne ur a l   ne t w or ks ,  ( I F E S )  i nt ui t i oni s t i c   f u z z y  e x p e r t  s y s t e m s ,  ( I F M L )  i n t u i t i o n i s t i c  f u z z y  m a c h i n e  l e a r n i n g  [ 9 ] .  ( I F D M )  i n t u i t i o n i s t i c  f u z z y  d e c i s i o n   m a k i n g ,   ( I F S R )   i n t u i t i o n i s t i c   f u z z y   s e m a n t i c   r e p r e s e n t a t i o n s   e t c .     I n t u i t i o n i s t i c   f u z z y   s e t s :   L et   s et   E   b f i x ed .     A n   I F S   A*   i n   Е  i s   a n   ob j ec t   h a v i ng   t he   f o r m :   A*   =   { x ,   µ A ( x ) ,   ν A ( x )   |   x     E }           F i g u r e 2 .   S p a c e  A l l o c a t i o n   o I F S       w h e re   t h e   f u n c t i o n s   µ A ( x ):   E     [ 0 ,   1 ]   a n d   ν A ( x ):   E     [ 0 ,   1 ]   d e fi n e   t h e   d e g re e   o m e m b e rs h i p   a n d   t h e   d e gr e e   o f   non - m e m be r s hi o f   t he   e l e m e nt     E   t o   t h e   s e t   A ,   w h i c h   i s   a   s u b s e t   o f   E   ( f o r   s i m p l i c i t y   b e l o w   w e   s h a l l   w r i t e   A   i n s t ead   o f   A * ) ,   r es p ect i v el y ,   a n d   f o r   ev e r y   x     E:   0     µ A (x )   +   ν A( x ≤  1 .     2 . 1 . 1 .     I n tu i ti o n i s ti c   F u z z y   S e ts   (I F S M o de l     F or  t he   p ur p os e  o f  p r ovi di n g  t he  a c c ur a t e   s i z e  of  t he  i nt e r m e di a t e  e nc r y pt i on  ke y ,  t h e  a l go r i t hm   m us t  ke e p t r a c k of  t h e  r a pi dl y  c ha n gi n g   p ar am et er s  i n  t h W S N .  H e n ce t h e ex p ec t ed  l ev el  o f  s ecu r i t y   de pe n ds   m a i nl y   on   t he   di f f i c u l t y   of   br e a ki n t he   s e c r e t   ke y   be t w e e e a c pa i r   of   c om m uni c a t i ng  de vi c e s .         T he   c r uc i a l   s t e i t he   pr o po s e m ode l   i s   t he   de s i g of   t he   I F S   f u nc t i o t h a t   pr o d uc e s   t h e   act u al   s i ze   of  t he  s e s s i on  ke y  ( i nt e r m e di a t e  e nc r y pt i o n  ke y )  by  p r oc e s s i ng t he   pa r a m e t e r s  gi ve n .  T hi s  p r oc e s s  h a ndl e s   fi v e   v a ri a b l e s   (N o d e s  C o u n t  (NC ),   N o d e   L o g  ( N L ),  T r u s t e d   N e i g h b o rs  C o u n t  (T N C ),  F re q u e n c y  o f  k e y   C ha n ge s  ( F K C )  a n d L e n gt h o f  T e m por a r i l y  K ey  ( L T K ) )  each   o f  t h o s e v a r i ab l es  w i l l  h av e a  d eg r ee  o f   m e m be r s hi µA ( x )   a nd  a   de gr e e   o f   no n - m e m be r s hi p   νA ( x)   a s   i l l u s t r a t e d   b e l o w :   1.   N o d e s  c o u n t ( NC ):   a  c o unt e r  I nt ui t i o ni s t i c  f uz z y   va r i a bl e  t ha t  h ol ds  t he   num be r   of  n ode s  c u r r e nt l Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN 2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e pt e m be r   2 0 18 :   273     2 85   2 76   r e g i s t e r e d   t o   t h e   W S N   t a ki n t w f uz z y   va l u e s     a.   S m a l l   w i t h   µ A ( s m l )   a n d   ν A ( s m l )   b.   Ma n y     w i t h   µ A ( m a)   an ν A ( m a)   2.   N o d e  l o g ( NL ):   a n I nt ui t i o ni s t i c  f uz z y  va r i a bl e  t ha t  m oni tor s  t he  hi s t o r y  of  t he   n ode s  a ut he nt i c a t i on   a t t e m p t s ,   t h i s   v a r i a b l e   t a k e s   t h r e e   v a l u e s :   a.   G ood :  t he  no d e  ha d be e n r e g i s t e r e d  m a n y  t i m e s  a n d  c a u s e s  n o  s u s c e p t i b i l i t y  w i t h   µ A ( G o )   a nd      ν A (G o )   b.   M ode r a t e :  I s t a t e s  t ha t  t he  no de  ha d be e n r e gi s t e r e m a ny  t im e s  but  c a us e s  s m a l l  num be r  of   s u s c e p t i b i l i t i e s   w i t h   µ A ( M od)   an ν A ( M o d)   c.   Ba d :  d e c l a r e s   t h a t  t h e  n o d e  i s  a  p o t e n t i a l  r i s k   e i t h e r   b y  i t s  s e l f  o r  t h r o u g h  a  B O T n e t   a t t a c k  w i t h   µ A ( B ad)   an d   ν A( Ba d )     T he   n ode   l o v a r i a bl e   wi l l   be   e xp r e s s e gr a p hi c a l l y   a s   f ol l o w s   in  F i gu r e   a nd   4           F ig ur e   3 .   N I F R           F ig ur e   4 .   N I F R       3.   T r us te d  N e i g hb or s  c oun t( T NC ) :  c o u n t e r  I n t u i t i o n i s t i c  f u z z y  va r i a bl e  t ha t  ke e ps  t r a c k o f  t he  num be r  o f   n ei g h b o r s   w i t h   cer t ai n   t h r es h o l d   o f   d i s t an c f r o m   t h n o d A .   t h at   v ar i a b l t ak es   t h r ee  v al u es :   a.   L i t t l e :   i ndi c a t e s  t ha t  t he  nu m be r  of  ne i g h bo r s  i s  s m a ll   he nc e  t he  a m ount   of  a t t a c ks   i s  r e l a t i v e l y   s m a l l ,   t h i s   v ar i a b l e   i s   a s s o c i a t e d   w i t h   t w o   s t a t e s   µ A (L i t )   a n d   ν A (L i t )   b.   M e di um :  i n d i c a t e s  t h a t  t h e  n u m b e r  o f   n e i g h b o r s  i s  s m a l l  h e n c e  t h e  a m o u n t   o f  a t t a c k s   i s  r e l a t i v e l y   m e d i u m ,   t h i s   v a r i a b l e   i s   a s s o c i a t e d   w i t h   t w o   s t a t e s   µA ( Med )   a n d   νA ( Med )   c.   Ma n y :  i n d i c a t e s   t h at  t h e n u m b er  o f  n ei g h b o r s  i s  s m a l l   h en ce t h e am o u n t  o f  a t t a c k s   i s  r e l a t i v e l y   l a r g e ,   t h i s   v a r i a b l e   i s   a s s o c i a t e d   w i t h   t w o   s t a t e s   µA ( Ma n )   a n d   νA ( Ma n )               F ig ur e   5 .   T NC   IF R           F ig ur e   6 .   T NC   IF R       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14     A n   I n t u i t i o n i s t i c   F u z z y   S e t s   I m p l e m e n t a t i o n   f o r   Ke y   D i s t r i b u t i o n   i n   H y b r i d . . .   ( M on A .   S .   A li )   2 77   4.   F r e que nc y   o f  ke y   C ha nge s  ( F KC ) :  t he   f r e q ue nc y   of  c ha n gi n g t he  s e s s i o n ke y   w hi c h i s  a n i nt ui t i o ni s t i c   f u zzy   va r i a bl e ,  t he   m or e  f r e q ue nt  c ha n gi n g  ke y  i s  f or  s ur e  s a f e r  a n d pr ovi de s  m or e  r e s i l i e nc e  t o t he   s e c ur i t y  o ve r a l l  but  s t i l l  c r e a t e s  m or e  pr o c e s s i ng  a n d m or e  r e s o ur c e s   c on s um pt i on  .  T hi s   va r i a ble   ha n dl e s   t wo   va l ue s :   a.   S :  o r d i n a ry  t ra ffi c   fl o w a n d  s m a l l  n u m b e r o f  c h an g es  t o  t h e s es s i o n   k ey ,   t h i s  v a r i ab l e i s  as s o ci at e d   w i t h   t w o   s t a t e s         µ A ( S)   an ν A ( S)         b.   F :  h i g h   t r a f f i c   a n d   f a s t  c h a n g i n g  t h e  s e s s i o n  k e y ,  t h i s  v a r i a b l e  i s  a s s o c i a t e d  w i t h  t w o  s t a t e s   µ A (F a n d   ν A( F)         5.   L e n g t h  o f T e m p o ra ri l y   Ke y   (L T K ):   t h e  l e ngt of  t he  t e m por a r i l y  s e s s i on  ke y ,   w hi c h i s  a l s o  a n   i n t u i t i o n i s t i c   f u z z y   v a r i a b l e   f o r   out put t i n t h e   ke y   l e n gt h .   T hi s   va r i a bl e   ha ndl e s   t hr e e   va l ue s :   a.   S :   t he   f e we s t   n um be r   o f   bi t s   f or   a   s e s s i on   ke y   us u a l l y   16: 6 bi t s   de pe nds   on   t he   i np ut s .     b.   M :   m ode r a t e   n um be r   o f   bi t s  f or   a   s e s s i on   ke y   us u a l l y   64: 1 84   bi t s   de pe n d s   o t he   i n p ut s .   c.   L :   l ar g n u m b e r   of   bi t s   f o r   a   s e s s i on   ke y   us u a l l y   184: 51 bi t s   de pe n ds   o t he   i n p ut s .   T he   r e a s o n t ha n dl e  a nd  p r o c e s s  t h os e   va r i a bl e  i s  t obt a i n t he   de s i r e d s e c ur i t y  by  f i n d  t he  e xa c t   v al u o f  a n o t h er  v a r i ab l e S es s i o n   K ey  S cal e ( S K S )   v ar i a b l e w i t h  t h e v al u es  r an g i n g  ( v e r y  l o w,  l o w,   n o rm a l ,   h i g h ,   v e r y   h i g h )   t h e   t a b l e   b e l o w   i l l u s t r a t e s   t h e   i n t u i t i o n i s t i c   r u l e s   a p p l i e d   i n   e a c h   c a s e       T ab l 1 .   I F I np u ts   a nd   Ou tputs   I n tu itio n is tic f u zzy  in p u ts   O ut put   Ou tp u   NC   NL   TN C   FKC   LTK   SKS   Nu m b e r  o f  b its   µ A ( s ml ν A ( s ml )   µ A ( Go )   ν A ( Go )   µ A ( Lit )   ν A ( Lit )   µ A ( S ~   ν A ( S )   S   Ver y  lo w   12    16   µ A ( ma )   ν A ( ma )   µ A ( M od )   ν A ( Mo d )   µ A ( M ed )    ν A ( M ed )   µ A ( F )   ~   ν A ( F )   M   Lo w   24  -   32   µ A ( s ml ν A ( s ml )   µ A ( B ad ν A ( B a d )   µ A ( M an )    ν A ( Ma n )   µ A ( S ~   ν A ( S )   L   No r m al   48  -   64   µ A ( s ml ν A ( s ml )   µ A ( M od )   ν A ( Mo d )   µ A ( M an )    ν A ( Ma n )   µ A ( F )   ~   ν A ( F )   M   No r m al   48  -   64   µ A ( ma )   ν A ( ma )   µ A ( Go )   ν A ( Go )   µ A ( Lit )   ν A ( Lit )   µ A ( S ~   ν A ( S )   S   Lo w   24  -   32   µ A ( ma )   ν A ( ma )   µ A ( Go )   ν A ( Go )   µ A ( M ed )    ν A ( M ed )   µ A ( F )   ~   ν A ( F )   S   Hig h   128  -   160   µ A ( s ml ν A ( s ml )   µ A ( M od )   ν A ( Mo d )   µ A ( Lit )   ν A ( Lit )   µ A ( S ~   ν A ( S )   L   No r m al   48  -   64   µ A ( s ml ν A ( s ml )   µ A ( Go )   ν A ( Go )   µ A ( M an )    ν A ( Ma n )   µ A ( F )   ~   ν A ( F )   L   Hig h   128  -   160   µ A ( ma )   ν A ( ma )   µ A ( B ad ν A ( B a d )   µ A ( M ed )    ν A ( M ed )   µ A ( S ~   ν A ( S )   M   Ver y  h ig h   256  -   300   µ A ( s ml ν A ( s ml )   µ A ( B ad ν A ( B a d )   µ A ( M an )    ν A ( Ma n )   µ A ( F )   ~   ν A ( F )   M   No r m al   48  -   64   µ A ( ma )   ν A ( ma )   µ A ( Go )   ν A ( Go )   µ A ( Lit )   ν A ( Lit )   µ A ( S ~   ν A ( S )   S   Ver y  h ig h   256  -   300   µ A ( ma )   ν A ( ma )   µ A ( M od )   ν A ( Mo d )   µ A ( M ed )    ν A ( M ed )   µ A ( F )   ~   ν A ( F )   L   Hig h   128  -   160   µ A ( s ml ν A ( s ml )   µ A ( B ad ν A ( B a d )   µ A ( Lit )   ν A ( Lit )   µ A ( S ~   ν A ( S )   M   Lo w   24  -   32   µ A ( ma )   ν A ( ma )   µ A ( M od )   ν A ( Mo d )   µ A ( M an )    ν A ( Ma n )   µ A ( F )   ~   ν A ( F )   L   Hig h   128  -   160   µ A ( ma )   ν A ( ma )   µ A ( Go )   ν A ( Go )   µ A ( M ed )    ν A ( M ed )   µ A ( S ~   ν A ( S )   S   No r m al   48  -   64       T a bl e  1 pr o vi d e s  t he   ba s i s   f o r  t he  f uz z i f i c a c t i on  pr oc e s s  i m pl e m e nt i ng t he   I F - T he n r ul e s   a n a l l  of   t he  ot he r  s t e ps  i n t he  pr oc e s s .  T he  va l ue   of   t he  va r i a bl e  S K S  de t e r m i ne s  t he  f uz z y  va l u e  f or  t he  s e s s i on  ke y   l e ngt h .   T he   De f uz z i f i c a t i o pr oc e s s   s h ow i n   t he   t a bl e   1   w h i c p r ovi de s   t h e   a c t ua l   l e n gt h   of   t he   s e s s i o ke y .     2. 2 .     K ey   D i s t r i b u t i o n   K e y  di s t r i b ut i on m i ght  be  d e f i ne d a s  t he  pr oc e s s   of  di s t r i b ut i ng ( c r y pt og r a phi c )   ke y s  t o di f f e r e nt   pa r t i e s .   U s ua l l y   t hi s   di s t r i but i on  i nc l ud e s   t e c hni que s   r e ga r d e " o ut - of - ba n d" ,   i . e .   t e c h ni q ue s   t ha t   d on' t   us e   t he   c ha n ne l  a ga i of  l a t e r  c o nne c t i ons  t o t r a ns m i t  ke y s .  A l t e r n a t i ve   m e t hod f or  ke y  di s t r i bu t i on c a n be  a c hi e ve d   t hr ou g h t he  r e l y i ng o f  t he  di s t r i but i n g ne w   ke y s  o nt o t he   s a f e  di s t r i b ut i o n o f  ol ke y s ,   t ha t ' s  wha t  a  K DC  i s   doi n g   [1 0 ].   T h e  s t a n d a r d   m e a n i n g  f o r  d i s t r i b u t i n g   k e y s  p r o p o s e  a d m i n i s t r a t i o n  o v e r  t h e  e n t i r e  l i f e t i m e  o f  t h e   ke y .  Ke y  m a na ge m e nt  a nd di s t r i but i o n i s  a  p i e c e  of  ke y  a d m i ni s t r a t i on,  h owe ve r  i t  a ddi t i ona l l y  i nc l ude s  ke y   cr eat i o n ,  k ey  e s cr o w  ( f o r  r ei n f o r cem en t  p u r pos e s ) ,   ke y  e r a s ur e ,  ke y  r e p u di a t i on,   ke y  ut i l i z a t i on a nd  ke y  t r us t   i n   a d m i n i s t r a t i o n .   C r y pt o gr a p hy  i s  l i ke w i s e  us e d t he l p t he   p r oc e d ur e s   f o r   va l i da t i n g e nt i t i e s  be t w e e n s e t s  of  n o de s .   A ut he nt i c a t i o n  r ul e s  a nd  pr o t oc ol s  a r e  a b o ut  di s s e m i na t ion a n d a dm i n i s t r a t i o n  o f  s e c r e t  k e y s  [ 1 1 ] .  K e y   m a na ge m e nt  a nd  di s t r i b ut i o n  i n a n a pp r op r i a t e d e n vi r onm e nt  i s  a  us a ge   of   di s pe r s e d v e r i f i c a t i on  pr ot oc ol s .   B a s e on   t hi s   t ho u ght   m a ny   k e y   di s s e m i na t ion   a n ve r i f i c a t i on  c on ve nt i o ns   ha ve   be e n   p r o p os e d .     G e n e r a l l y ,  a l l   p r o t o c o l s  an d  m ech an i s m s  e x p ect  t h at  s o m e s ecr et  d at a  i s  h el d  at  f i r s t  b y  ev er y   m a na ge m e nt  uni t .  A ut he nt i c a t i on a nd  ve r i f i c a t i on i s  a c c o m pli s he by  o ne  c e nt r a l   no d e  e x hi bi t i ng  t h e  ot h e r   t h a t   m a n a g e s   t h a t   k e y .   A l l   f r a m e w o r k s   a c c e p t   t h a t   s t r a t e g y   c o n d i t i o n   i s   e x c e pt i o na l l y   u ns t a bl e   a n i s   ope f o r   a s s a ul t .  S o a n y   m e s s a ge  a r r i ve d f r om  a  c e nt r a l  uni t  m us t  ha ve  i t s  a ut he nt i c a t i on,  i nt e gr i t y  a nd f r e s hne s s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN 2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e pt e m be r   2 0 18 :   273     2 85   2 78   c on f i r m e d.  T o  a c c om pl i s h t he s e  o bje c t i ve s ,   m os t  f r a m e w or ks   ne e d t o d e pe n on a  c o nf i r m a t i on s e r ve r   a n d   t h i s   s e r v e r   o u g ht   t ha ve   t he   a c c om pa ny i ng  h i ghl i g ht s   [ 1 2] .     A b i l i t y :  An  A ut he nt i c a t i on  s e r ve r  c o nve y s  g r e a t  q ua l i t y  s e s s i on   ke y s  a nd  di s pe r s e s  t he m  t o t h as k i n g  f o r   p r i n ci p al s   s af el y .   T r u s t a b i l i t y :  A u t h e n t i cat i o n  s er v e r   k eep s  u p  a t ab l e co n t ai n i n g  a  n am e a n d  a p r i v at k ey  f o r  ev er y   u n i t .  T h e  s e c r e t  k e y  i s  u t i l i z e d   jus t  t o c o nf i r m  uni t ' s  a c t i ons  t o  t he   ve r i f i c a t i o n s e r ve r  a nd t o t r a ns m i m e s s a ge s  s a f e l y  be t w e e n  c us t om e r  f or m s  a nd t he  c on f i r m a t i on s e r ve r  [ 9 ] .   K e y  di s t r i b ut i on a n va l i da t i o n   P r ot oc ol s  a r e  i s ol a t e d i n t o  t w o  cl as s i f i cat i o n s  t o  as s u r e t h e  co n f i r m at i o n  o f  a m es s ag e.   T o  b eg i n  w i t h   cl as s   ut i l i z e s  nonc e   a nd t e s t / r e a c t i on  ha n ds ha ke  t o c he c k f r e s h ne s s ,  i l l us t r a t i on i s  N e e d ha m - S c hr oe de r  P r ot oc ol .   S eco n d  cl as s i f i cat i o n  u t i l i zes  t i m es t a m p s  an d  ex p ect  t h at  al l   m ac hi ne s  i n a pp r op r i a t e d f r a m e wor k a r e  c l oc k - s y nc h r o ni z e d;   c a s e   i s   K e r be r os   P r ot oc ol   [ 1 3 ] .     2. 2 . 1 .   E n cry p t i o n   E nc r y pt i on  i s  t he  t r a ns f or m a t i ons   of   e l e c t r o ni c  da t a  f r om   a  f o r m  t o a not he r ,  a ka  c i ph e r  t e xt ,  w hi c h   di f f i c ul t   t o be   u nde r s t o o d o r  de c r y pt  by  a ny o ne   e xc e pt   a ut h o r i z e d u ni t s .   T he   m a in r e a s o a n d goa l  o f   e nc r y pt i on i s  t o pr e s e r ve  t he  s e c r e c y  a nd c o nf i de nt i a l i t y  of  di gi t a l l y  s t or e d or  t r a ns m i t t e d da t a  f i l e s  t hr ou g t he  I nt e r ne t  o r  ot he r  c om put e r  ne t w o r ks   us e d.  M ode r n c i phe r i n g a l g o r i t hm s  pl a y  a  t r u l y  c r uc i a l  p a r t  i n  t h e   s ecu r i t y   an d   as s u r a n ce  o f   el ect r o n i co m m u n i cat i o n   s y s t em s   as   t h ey   ca n   p r es er v b o t h   c o n f i d en t i al i t y   an d   t h e   f o l l o w i n g   v i t a l   k e y   s e c u r i t y   e l e m e n t s   [ 1 4 ] .   A u t h e n t i c i t y :   T he   s o u r c e   of   a   m e s s a ge   c oul be   a s s ur e a nd  c on f i r m e d.   I nt e gr i t y :   a   pr o of   o f   t h cas e   t ha t   m e s s a ge  c ont e nt s  ha ve   b e e n m odi f i e o r  n ot  s i nc e  i t s  t r a ns m i s s i on.   N on - r e p u d i a t i o n :  t h e  o r i g i n a t i n g  u n i t   of   a   m e s s a ge   c a nn ot   c l a i m   t ha t   t he   m e s s a ge   doe s   not   be l o n t o   hi m   [ 3] .     S ym m e t r i c  c i phe r s  ( s i n gl e  ke y  e nc r y pt i o n)  a r e  t he  t y pe  of   e nc r y p t i o n  i n   w h i c h  a l l  e n t i t i e s  s h a r e  o n e   s e c r e t  ke y ,  f o r  bot h c i p he r i n g a n d d e c i p he r i ng a  f i l e .   AE S  i s  c ons i de r e d t o b e  o ne  o f  t he  m os t  w i d e ly u s e s i n g l e - k e y e nc r yp tion   [ 9] .   S ym m e t r i c  e nc r y pt i o n pr o vi de s  a  f a s t e r  pr oc e s s i ng t h a n a s ym m e t r ic - k e e nc r y pt i on ,   b ut  w i t h a  dr a w ba c k t ha t  t he  s e n de r  m us t  s om e ho w t r a ns f o r m s  t he  s e c r e t  ke y  us e d t o e nc r y pt  t he   da t a   t t he   ot h e r   u ni t ( s )   be f or e   s t a r t   us i n t h a t   ke y .   T hi s   i s   a   ba s i c   c o ndi t i on  t s e c u r e l y   m a na ge   a n di s t r i but e   h u g e  a m o u n t s  o f  s y m m e t r i c  k e y s  i m p l i e s  t h a t  m o s t  c r y pt og r a phy  m ode l s  us e  a  s ym m e t r i c  e nc r y pt i on  a l g o r i t h m  t o  c i p h e r   d a t a  e f f i c i e n t l y ,  o n  t h e  o t h e r   h a n d  t h e y  u s e  a s y m m e t r i c  e n c r y p t i o n  a l g o r i t h m  f o r  t h e   pu r pos e s   o f   s e c r e t   ke y   t r a ns m i s s i on  [ 1 5] .   A s ym m e tr ic  ( d oub le - ke y )  c r y pt og r a phy ,   o r  pu bl i c - ke y  c r y pt og r a p h y,  t his  typ e  o f  c i phe r ing  us e s  a   c ou pl e  o f  m a the m a ti c a l l y r e la t e d but  di f f e r e nt  ke y s .  T he   f i r s t  ke y  i s  pu bl i c  ( a va i l a bl e  t o s om e  or  a l l  ot he r   uni t s )  a n d t he   ot he r  ke y  i s  t o  be  p r i va t e   ( s e c r e t ) .   One   o f  a  c om m onl y  us e d a s y m m e t r i c  e nc r y pt i on i s   R S A   a lg or i t hm ,  ba s i c a l l y  be c a us e   bot ke y s  ( p u bl i c  a n pr i va t e )  c a n b e  u s e d  t o e nc i p he r  a  t r a ns m i s s i on;   i n t he   s a m e   t im e  onl y  t he  ot he r   ke y  f r om  t he  o n e  us e d t o e nc i phe r  a  m e s s a ge  c a be  u s e d  t o de c i phe r  i t .  T hi s   c o nd itio n a llow s  a  tr u s w a y of  a s s ur ing   not on ly in t e g r i t y ,   b u t  a l s o  t h e  c o n f i d e n t i a l i t y ,  n o n - r e p u t a b i l i t y  a n d   a ut he nt i c i t y   of   a e l e c t r oni c   c on ne c t i o [ 1 1] .     2 . 2 . 2 .     K e y   D i s t r i but i o M o d e l   A f t e r   de c i di ng  t he  s ui t a bl e  l e ngt h o f  t he  i nt e r m e di a t e  e nc r y pt i o n ke y ,  t hi s  l e n gt h m us t  s e nt  i n a   s ecr et   w ay   t o  b o t h  n o de s  t ha t  a s ki n g f o r  c o m m uni c a t i on.   I o r de r  t d s o a   w a y  o f  a s ym m e t r i c  e nc r y pt i on   m us t   be   us e d .   F or   t he   pu r pos e   of   a s y m m e t r ic   e nc r y pt i on   R S wa s   pr e f e r r e f or   t he   i m ple m e nt a t i on  t obt a i n   t h e p u b l i k ey  an d  p r i v at k ey  f o r  each   n o d e w i t h i n  t h W S N .  T h es k ey s  ar e d i s t r i b u t ed   w i t h i n  t h e s h a k ha n d p r ot oc ol  whe t he  no de   i s   f i r s t  r e gi s t e r i n t o   t he  W S N ,   t he  ha n d s h a ke  pr ot oc ol   i s   t o be  do ne  wi t t h e   C l us t e r  H e a d ( C H )  w hi c h i s  one   no de  r e s p ons i bl e  f o r  ke e pi n g t r a c of  e a c h no de  wi t hi n t he   W S N  i n i t s   r an g e,   i f   t h i s   C H   t r i e s   t o   l e a v e   t h e   W S N   o r   g o e s   d o w n   f o r   a n y   r e a s o n   i t   t r a n s m i t s   a l l   o f   i t s   c o n t r o l   i n f o r m a t i o n   a nd  da t a  b a s e s  t o a  n od e  w i t h t he   hi g he s t   N o de  L o g i n t he   W S N .  N o w  a not he r   pr o bl e m  a r i s e s  w hi c h i s  t he   w a y   o f   d i s t r i b u t i n g   t h e   i n t e r m e d i a t e   e n c r y p t i o n   k ey .   T o   d i s t r i b u t t h s es s i o n   k ey s   s a f el y   m ean s   o f   h i e r a r ch al   c om m uni c a t i on m us t  be  u s e d.   O ne   of  t he  m os t  f a m ous  a nd  p r a c t i c a l  s ol ut i o n f o r  t he   hi e r a r c ha l   c o m m u n i c a t i o n  i s  t h e  P K I .   A  c u s t o m i z e d  v e r s i o n  o f  t h e   P K I  i s  u s e d  i n  t h i s  a l g o r i t h m  t a k i n g  t h r e e  s t ag es   as   s h own   in  F i g u r e   7 .           F ig ur e   7 .   K e y   D i s t r i b u t i o n   M o d e l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14     A n   I n t u i t i o n i s t i c   F u z z y   S e t s   I m p l e m e n t a t i o n   f o r   Ke y   D i s t r i b u t i o n   i n   H y b r i d . . .   ( M on A .   S .   A li )   2 79   a)   S t a ge   1:   n o de   X   t r i e s   t ga i a c c e s s   t t he   p ubl i c   ke y   o f   n o de   Y,   t hi s   c a be   do ne   o ve r   f ou r   s t e ps   1)   S t e p  1   (  X  re q u e s t s   Y’s  p u b l i c  k e y  f ro m  C H ):   no de  X s e nds   a  r e q ue s t  m e s s a ge   t t he   C H ,  r e qui r i ng th e   pu bl i c   ke y   o f   n ode   Y   t hi s   m e s s a ge   i s   i t he   f or m   C to   w h i ch   m ean s   ci p h er   t o  ( C H )     C to (C H )= E KU(CH)   (E KR(X) (i d   ,   Y)                                                                                                            ( 1)     T h i s  m es s ag e co n t ai n s  t h e i d  o f  t h e m es s ag e t o  p r e v en t   r e p l ay  at t ack s  an d   t h n am e o f   t h e n o d e Y .   T h m es s ag i s   en cr y p t e d   t w o   t i m es   f i r s t   w i t h   t h p r i v at k ey   o f   n o d X   ( t o   as s u r es   t h at   i t   co m f r o m   n o d X   s i nc e  i t  c a nn ot  be  de c r y pt e by  a ny  ke y  e x c e pt   by  X s   p ubl i c   ke y   w hi c h i s  a va i l a bl e   t o t he  C H )  t he n t h e   m es s ag i s   en c r y p t e wi t C H s   p ubl i c   ke y ,   w hi c i s   a va i l a bl e   t e ve r y   n ode   i t h e   W S N.   T he   r e a s on  be hi n d   t h l as t   en c r y p t i o n   t o   as s u r t h at   o n l y   C H   ca n   o p en   t h m es s ag b y   i t s   p r i v a t k ey .     2)   S t e p   2 (C d e c ry p t   X ’s   m e s s a g e ):   C H   r ecei v es   t h m es s ag f r o m   X   an d   an al y ze  i t   i n   t h e   fo rm   o re v e r s i n g   t h e o r d er  o f  t h e m es s ag e M f rm ( X)  w hi c h m e s s a ge   f r om  X .  C H  f i r s t  de c r y pt s  by  i t s   o w pr i va t e  k e y  t he n   w i t h   Y s   p u b l i c   k e y .         M f rm (X =   D KR( CH)   (E KU(X) (i d   ,   Y)   (i d , Y                                                                         ( 2)     3)   S t e p   3   (C H   s e n d s   Y ’s   p u b l i c   ke to   X) :    C H   e n cr y p t s   m es s ag i n   t h f o r m       C to ( X =   (E KU(X)   (E KR(CH) (i d   ,   KU (Y ))                                                                                          ( 3)     D o u bl e   e nc r y p t i on  i n   t hi s   s t e p   s e r ve s  a s   e nc r y pt i on  o f   t he   m e s s a ge   a n a ut he nt i c a t i o of   ( C H ) .     4)   S t e p  4   (X   re t ri e v e   Y’s   p u b l i k ey   f r o m  C H s   m es s ag e) :   X   d e c r y p t s   t h e   m e s s a g e   a s   t h e   f o l l o w i n g   e q u a t i o n :       M f rm (C H =   D K R(CH)   (E KU(X) (i d   ,   KU (Y ))     i d ,   K U (Y                                 ( 4)     b)   S t a ge   2:   n o de   X   a s ks   n ode   Y   f o r   c om m uni c a t i on   1)   S t e p 1  ( X  s e n ds  a  c om m uni c a t i on r e q ue s t  t o Y) :   X  se nd s  a  n on - e nc r y pt e d m e s s a ge  t o Y  i nc l u di n X s   pu bl i c   ke y   a n a i d   t de c l a r e  t he   t i m i ng  of   t he   m e s s a ge       M to (Y )   =   (i d   ,   KU (X ))                                                                                                                                             ( 5)     2)   S te p   2   ( Y s e nds  a  qu e r y to  C H  ) :   n o de  X   s e nds   a  r e q ue s t   m e s s a ge  t o t he  C H ,   r e qui r i n g  t he   pu bl i c  k e y  o f   no de   Y   t hi s   m e s s a ge   i s   i t he   f o r m   C to   w h i ch   m ean s   ci p h er   t o   ( C H )     C to (C H )= E KU(CH)   (E KR(Y) (i d   ,   KU (X ))                                                                                             ( 6)     T h e m es s ag e i n cl u d es  t h e i d  o f  t h e m es s ag e t o  p r ev e nt  r e p l a y  a tt a c ks  a nd  t he  publ i c  ke y  of  t he  no d e   X .  T hi s  m e s s a ge  i s  e nc r y pt e d t w o t im e s  f i r s t  w i t h no de  Y ' s    pr i va t e  ke y  t o a ut he nt i c a t e  Y  t o C H .  T he n t he   m e s s a ge  i s  e nc r y pt e d wi t h  C H s  p ubl i c  ke y  t ha t  pr e ve nt s  a ny  ot h e r  n ode  f r om  r e a di n g t he   c ont e nt    o t h m es s ag e .     3)   S t e p  3   (C H  d e c ry p t   Y’s  m e s s a g e ):   C H   r ec ei v es  t h e  m es s ag e s e n t   f r o m  Y  a n d  a n al y zes  i n  t h f o r m  o f   re v e rs i n g   t h e   o rd e o f   t h e   m e s s a g e   M frm (Y wh i c h   m e s s a g e   fr o m   Y     M f rm (X =   D KR( CH)   (E KU(Y) (i d   ,   KU (X ))   (i d ,   K U( X )                                               ( 7)     4)   S t e p  4   (C H  s e n d s   X ’s   p u b l i c  k e y  t o  Y):   C H  e nc r y pt s  a  m e s s a ge  c ont a i ni ng t he   pu bl i c  ke y  of  X  a s  a   c o n f i r m a t i o n   t o   Y   i n   t h e   f o r m       C to ( Y =   (E KU(Y)   (E KR(CH) (i d   ,   KU (Y ))                                                                                                          ( 8)     5)   S t e p  5  ( Y  c o n fi rm s  X ’s  p u b l i c   k e y  fro m  C H’s  m e s s a g e ):   Y  d ecr y p t s  t h m es s ag e as  t h e f o l l o w i n g   e q u a t i o n :       M f rm (C H =   D K R(CH)   (E KU(Y) (i d   ,   KU (X ))     i d   ,   K U (X                                                 ( 9)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN 2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e pt e m be r   2 0 18 :   273     2 85   2 80   U p t o t hi s  s t e p  X  a n Y a r e   b ot h c on f i r m e d t o e a c ot he r  a nd t o C H  t ha t  l e a ds  t he   f l o w t o s t a ge   3   i n   w hi c t he y   a r e   c om m uni c a t i ng  t h r o u gh   a   c o m m on  s ha r e d   ke y   w i t h   t he   s i z e   gi ve f r om   the   i nt ui t i oni s t i c   f uz z y   m o d e l   f o r   k e y   d i s t r i b u t i o n   t h a t   i s   m e n t i o n e d   ear l i er .     c)   S t a g e  3 :   E s t a b l i s a   c o nne c t i o be t we e X   a nd   Y   1)   S t e ( Y   s e n d s   a   c onf i r m a t i on  t X ) :   i n   o r d e r   t i nf or m   X   t ha t   got   t he   c on f i r m a t i on  a bo ut   f r om   C H ,   Y   s e n d s   m es s ag i n   t h f o r m     C to ( X =   (E KU(X)   (E KR(Y) (i d   ,   KU (X ))                                                                                                  ( 1 0     T h i s  m es s ag e co n t ai n s  t h p u b l i c k ey   o f   X  t o  co n f i r m  t h e ack n o w l ed g m e nt  a bo ut  X  t hi s  m e s s a ge   w i l l   be   e nc r y pt e t w t im e s   f ir s t   e nc r y pt e w i t t he   p r i va t e  ke y   of   t he   Y   no de   t a ut he n t i c a t e   Y   t X,   t he t he   m e s s a ge  i s  e nc r y pt e w i t h  X s  p u bl i c  ke y  t ha t   pr e v e nt s  a ny   ot he r  n o de  f r om   r e a di ng t he  c ont e nt     o f  t h m es s ag e .     2)   S t e p   2   ( X   d ec r y p t   Y s   m es s ag e) :   X   r ecei v es   t h m es s ag s en t   f r o m   Y   a n d   an al y ze  i n   t h f o r m   o f   r e v e r s i n g   t h o r d er   o f   t h e   m es s ag M f r m ( Y )   w h i ch   m es s ag f r o m   Y     M f rm (Y =   D KR( X)   (E KU(Y) (i d   ,   KU (X ))   (i d ,   K U( X)                                         ( 11 )     N o b o t h  X  a n d   Y  a re  c o n fi r m e d a nd a ut h e nt i c a t e d t o e a c h ot he r  s o t he y  c a n c om m uni c a t e  w i t h a   c om m on  s ha r e ke y   t ha t   wi l l   be   us e f o r   a ny   s y m m e t r i c   e nc r y pt i o t e c h ni q ue .           3)   S t ep   3   ( X   s en d s   t h i n t er m ed i at en cr y p t i o n   k ey   t o   Y ) :   i n   o r d e r   t o   s t a r t   a   p r i v a t e   s e s s i o n   b e t w e e n   X   a n d   Y   X   s e nd s   a i nt e r m e di a t e   s e s s i on  ke y   ( I K E )   t Y.     C to ( Y =   (E KU(Y)   (E KR(X) ( i d   ,   IE K ))                                                                                                             ( 12 )     T h i s  m e s s a g e  c o n t a i n s  t h e  I E K  t h i s  m e s s a g e  w i l l  b e  e n c r y p t e d  t w o  t i m e s  f i r s t  e n c r y p t e d  w i t h  t h e   p r i v at e k ey  o f   t h e  X  no de  t a ut he nt i c a t e  X t o Y ,  t he n t he   m e s s a ge  i s  e nc r y pt e d i s  e nc r y pt e wi t h Y s   pu bl i c   ke y   t ha t   pr e ve nt s   a ny   ot he r   n ode   f r om   r e a di ng   t he   c o nt e nt   of   t he   m e s s a ge .     4)   S t ep  4  ( Y   ex t r act s   t h e I K E  o f   t h e   m es s ag e f r o m   X ) :   Y  r e cei v es  t h e  m es s ag e s e n t   f r o m  X  a n d   a n al y ze i n   t he   f or m   of   r e v e r s i n t he   o r de r   of   t he   m e s s a ge   M f r m ( Y)   w h i c m e s s a ge   f r om   Y     M f rm (X =   D KR( Y)   (E KU(X) ( i d   ,   IE K ))     (i d ,   IE K                                                                       ( 13 )     5)   S t e p 5  ( Y   s e n ds  a  h e l l o m e s s a ge  e nc r y pt e d  wi t h t he  i nt e r m e di a t e  e nc r y pt i on  ke y   t o  X   ) :   t h e  f i n a l  s t e p   be f or e   bot no de s   c a n   s t a r t   t h e i r   c om m uni c a t i on  us i n g   I E K ,   i s   t ha t   Y   s e nd s   a   m e s s a ge   e n c r y pt e d   u s i n t h e   s ym m e t r i c   e nc r y pt i o a l g or i t hm   us i ng   t he   I E K.     C to (X )   =   E IEK   ( i d , H E l l o )                                                                                                                                            ( 14 )     By  t h e  t i m e   t h i s   m e s s a g e  a r r i v e s  t o  X .  I t  i s  c o n f i r m e d  t h a t  Y  g o t  t h e  I E K  s o  t h e y  c a n  s t a r t  t h e i r   se ssi o n   u si n g   t h a t   I E K .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14     A n   I n t u i t i o n i s t i c   F u z z y   S e t s   I m p l e m e n t a t i o n   f o r   Ke y   D i s t r i b u t i o n   i n   H y b r i d . . .   ( M on A .   S .   A li )   2 81       F ig ur e   8 .   S e q u en ce  di a g r a m   f or   c om m uni c a t i on       3.   R ES U LTS   A N D   A NA L Y S I S     D u r i n g   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   t h i s   r e s e ar c h   s et   o f   ex p er i m en t s   p er f o r m ed   an d   s et   o f   ex p er i m en t al   r e s ul t s   r e c o r de d.  T he   f i r s t  t y pe   of  e x pe r i m e nt s  wa s  t di s c r i m i na t e  a m on di f f e r e nt  t ool s  a n d m e t hods   o f   de c i di n g t he  s i z e  of  t he  I nt e r m e di a t e  s e s s i on ke y  a s   wi l l  b e  di s c us s e d i s e c t i on  3. 1.  I n   s e c t i on  3. 2 t he  ot he r   s e t   o f   e x p e r i m e n t s   w a s   i n   t h e   k e y   d i s t r i b u t i o n   m e t h o d s   w a s   c l a r i f i e d .     T h i s   s e c t i o n   w i l l   c o m p a r e   t h e   r e s u l t s   o f   a ppl y i n g t he  pr o pos e d m ode l  t o s om e  a lgo r i t hm s  a nd m ode l s  us e d t p r o v i d e  t h e  s a m e  f u n c t i o n a l i t y .   T c om pa r e   di f f e r e nt   t y p e   o f   a l g o r i t h m s   t w o   cr i t er i ar e   u s e d   i n   each   cas e .   1.   P r o c e s s i n g t im e :  t he  t im e  r e qui r e d t o pr oc e s s  t he  no de s  u nde r  c o ns i de r a t i on by  t he  a l g or i t hm ,  i n ot h e r   w o r d s   t h e   t i m e   r e q u i r e d   t o   e v a l u a t e   t h e   m a t h e m a t i c a l   a n d   l o g i c a l   o p e r a t i o n s   r e q u i r e d   b y   t h e   a l g o r i t h m .     2.   G a i n e d  s e c u r i t y  l e v e l :  t h e  l e v e l  o f  s e c u r i t y  p r o v i d e d  b y   e a c h  a l g o r i t h m  t h i s  c r i t e r i a   w i l l  b e  m e a s u r e d   t hr ou g m oni t or i ng   t w i n di c a t or s :   a.   F al s r e j ect i o n :   n u m b er   o f   n o n - at t ack er   n o d es   w h i ch   t h m o d el   r e j ect ed   o r   el i m i n at ed .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN 2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e pt e m be r   2 0 18 :   273     2 85   2 82   b.   F al s accep t a n ce:   n u m b er   o f   a t t a c ke r   no de s   whi c t he   a l g o r i t hm   di n ot   dis c o v e r e d.     3 . 1 .     I nt u i t i o ni s t i c   F uz z y   M o de l   ( K e y   Si z e )     T he   ke y  s i z e   de t e r m i na t i on  f u nc t i o n i s  t he  f i r s t   s t e p i n t he   pr o pos e d   m ode l .  T he  r e s ul t s  o f  t he   i n t u i t i o n i s t i c  i m p l e m e n t a t i o n  w e r e  c o m p a r e d  t o  t w o  w i l l  k n ow  a l g or i t hm s   i n t he  f i e l d,  K N N a n F uz z y   im pl e m e nt a t i o n.   R e s ul t s   w e r e   m oni t or e d   a n d   r e c or de d   i e a c c a s e   r e ga r di ng   t t he   t w a ppl i e d   c r i t e r i a .               3 . 1 . 1 .     P r o c e s s i n g   Ti m e   T he  i t  t a ke s  t he  m ode l  t g e ne r a t e  t he  ke y  i s  r e f e r r e d t o a s  t he  p r oc e s s i ng t i m e ,   i t   d i ffe rs  fr o m   e nvi r o nm e nt  t o a not he r  f o r   e xa m pl e  s om e  a p pl i c a t i ons  a r e   de l a y  t ol e r a nt  l i ke  m a i l  t r a ns m i s s i on a n d F T P   w he r e  s om e  ot he r  e n vi r onm e nt s  d oe s  n ot   pr ovi de  a ny  t ol e r a nc e   f o r   de l a y  s uc h a s   r e a l  t i m e  e nvi r o nm e nt .  T h e   co n ce r n   o f  t h i s  r es ear ch  i s  o n  t h e  f i r s t  t y p e   d e l a y  t o l e r a n t   a p p l i c a t i o n s .   I n  t h e  s a m e  t i m e  t h e   p r o c e s s i n g  t i m e   m us t  be  bou n de d a n d r e a s o na bl y  a c c e pt e d  i n or de r  t k e e p t he  p r o c e s s i ng c a pa bi l i t i e s  i nt a c t  a nd  he a l t hy .   T h e s e   r e s u l t s   a r e   i n   m i l l i s e c o n d s   a n d   s h o w n   i n   F i g u r e   9 .           F ig ur e   9.   A S L   o I n t u i t i o n i s t i c   F u z z y   v s.   N on - i n t u i t i o n i s t i c   F u z z y   Cl a s s i f i c a t i o n       F ig ur e   9   s h o w s  t h e  p r o c e s s i n g  t i m e  f o r   t h e  i n t u i t i o n i s t i c  f u z z y   f u n c t i o n  i s  l a r g e r   f o r  t h e  s m a l l   num be r   of  u ni t s  w hi c h i s  l o gi c a l l y  due  t o  t he   num be r   o f  pa r a m e t e r s  h a ndl e d a nd  t h e   c o m p u t a t i o n  t i m e   r e q ui r e but  a s  t he  s y s t e m  gr ow s  u p a nd  t h e  num be r   of   u ni t s  i nc r e a s e s  t he  p r op os e d m ode l   o ut pe r f or m s   t he   t w o   o t h e r   a l g o r i t h m s   w i t h   r e s p ect   t o   t h p r o ces s i n g   t i m e.     3 . 1 . 2 .   G a i n e d   s ecu ri t y   l ev el :   T h e g ai n ed  s e cu r i t y  l ev el s  f o r  t h r ee t y p es  a r e m eas u r ed  i n  t er m s  o f  f al s e accep t an c e an d   f al s r e j e c tion s  a nd   s h ow n   in  T ab l e s   2 ,   3 .       T ab l 2 .   F al s A ccep t a n ce  o I n t u i t i o n i s t i c   F u z z y   vs .   F u zzy   F u n ct i o n   v s .   K NN     N o.  node s   10   15   25   50   75   100   175   200   225   250   F a l s e   a c c e p t a n c e   No n  f u zzy  KNN   2   5   8   12   18   25   45   55   60   70   f u zzy  f u n ctio n   2   5   9   11   17   22   39   48   52   67   I n tu itio n is tic f u zzy  f u n ctio n   1   3   4   7   8   10   17   22   25   90       T ab l 3 .   F al s e R ej ect   of   I n t u i t i o n i s t i c   F u z z y   v s.   F uz z y   F unc t i on  v s .   K N N     N o.  node s   10   15   25   50   75   100   175   200   225   250   F a l s e  r e j e c t   N on  f u zzy  KNN   1   2   3   6   9   10   15   20   23   28   f u zzy  f u n ctio n   2   3   4   7   8   9   11   14   16   19   I n tu itio n is tic f u zzy  f u n ctio n   1   2   2   3   4   4   6   7   9   9       T ab l es   2   a nd   3   s h ow  h ow  i nt ui t i oni s t i c  f uz z y  de c i s i on  m a ki n g f o r  t he  s i z e  of  t he   ke y   out pe r f o r m s   t he  ot he r  t w o  m ode l s  wi t h  a   ve r y  s i g n i f i can t  r at i o  i n   b o t h   f al s e acc ep t an ce  an d   f al s e r e j ect i o n s  t h es e   s u p e r i o r i t i e s   c o n d o n e s   t h e   t i m e   d e l a y   o b t a i n e f o r  t he   s m a l l   num be r   of   u ni t s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.