T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 ,   p p .   1 084 ~1 0 9 6   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 4 . 26241          1084     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Energ y - eff ici ent  c ertif ica teless sig n cryp tion for se cur e data   trans fer  i n  w ireless  senso r net w o rks       P a ruv a t ha v a rdhin i J a g a na t ha n ,  Sa rg un a m   B a lu s a m y   D e p a r t me n t   o f   EC E ,   S c h o o l   o f   En g i n e e r i n g ,   A v i n a sh i l i n g a m   I n st i t u t e   f o r   H o me   S c i e n c e   a n d   H i g h e r   E d u c a t i o n   f o r   W o m e n ,   C o i mb a t o r e ,  I n d i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   29 ,  2 0 2 4   R ev i s ed   Mar   21 ,  2 0 2 5   A cc ep ted   Ma y   10 ,  2025       W irele ss   se n so r  n e tw o rk s ( W S N) h a v e   g a in e d   h ig h   p o p u larity   in   th e   re a l m   o f   tec h n o l o g ica l  in n o v a ti o n   a n d   h a v e   a   p rim e   re sp o n sib i li ty   o f   tran sfe rrin g   th e   d a ta  sa f e l y   to   th e   si n k   d e s p it e   t h e   v u ln e ra b le  si tu a ti o n   p re sid i n g   a ro u n d   th e   n e tw o rk .   T h e re   n e e d s  to   b e   a   c o m p ro m ise   m a d e   b e t w e e n   e n e rg y   c o n su m p ti o n   a n d   t h e   i n tri c a te  n e tw o rk   se c u rit y   s y ste m   b e c a u se   th e y   a re   in v e rse l y   c o rre late d .   T o   c re a te  a   sa f e   a n d   e f f e c ti v e   d a ta  tran sf e r  b e tw e e n   th e   c o m m u n ica ti n g   n o d e s,  a   n e w   c e n so re d   re g re ss iv e   jac c a rd   in d e x e d   c e rti f ic a tele ss   sig n c r y p ti o n   (CEJ ICS )  tec h n iq u e   is   su g g e ste d .   In i ti a ll y ,   th e   G a u ss ian   li k e li h o o d   c e n so re d   re g re ss io n   is  a p p li e d   t o   id e n ti fy   th e   e n e rg y - e ff ici e n t  n o d e   w h ich   su p p o r ts  e n h a n c in g   th e   n e tw o rk   li fe ti m e .   T h e   se c u rit y   is  im p le m e n ted   u sin g   t h e   ra b i n   c ry p to g r a p h ic  jac c a rd   i n d e x iv e   c e rti f ica t e les s   sig n c r y p ti o n   (RCJICS).   T o   c re a te  a   sig n c ry p ti o n   sy ste m   w it h   t h e   c h a ra c teristics   o f   d ig it a l  sig n a tu r e   a n d   c ip h e rtex t  a u th e n ti c it y ,   th e   p r o p o se d   w o rk   f o c u se s  o n   c e rti f ica tele ss   c r y p to g ra p h y .   T h e   NS - 2   sim u lato r  is  u se d   f o r   th e   sim u latio n ,   a n d   p e rf o rm a n c e   m e tri c s a re   u se d   to   e v a lu a te i t.   Ac c o rd in g   t o   th e   o b se rv e d   q u a n ti tativ e   re su lt s,   th e   su g g e ste d   CEJICS   m e th o d   o u tp e rf o rm s   th e   o th e r  c o n v e n ti o n a l  m e th o d s   b y   i m p ro v in g   th e   p a c k e t  d e li v e ry   r a ti o   ( P DR )   b y   9 3 % ,   a c h iev in g   a   m in i m u m   d ro p   o f   7 % ,   re d u c in g   d e lay   b y   2 2 % ,   re d u c in g   o v e rh e a d   to   1 7 % ,   m in im izin g   e n e rg y   c o n su m p ti o n   b y   1 5 % ,   a n d   u lt im a tel y   e x ten d in g   th e   n e tw o rk   li f e ti m e   b y   1 0 % .   K ey w o r d s :   C en s o r ed   r eg r ess io n   C r y p to g r ap h y   J ac ca r d   in d ex   ce r tif icate les s   s ig n cr y p tio n   Secu r e  an d   en er g y - e f f icie n t  d ata  tr an s m is s io n   W ir eless   s en s o r   n et w o r k s   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   P ar u v ath a v ar d h i n i J ag a n ath a n   Dep ar t m en t o f   E C E ,   Sc h o o l o f   E n g i n ee r in g   Av i n as h ili n g a m   I n s ti tu te  f o r   Ho m e  Scie n ce   an d   Hi g h er   E d u ca tio n   f o r   W o m e n   C o i m b ato r e,   I n d ia     E m ail:   v ar d h i n i.j p v @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   W ir eless   s en s o r   n et w o r k s   ( W SN)   f o r m   t h e  ep ito m e  o f   m o d er n   tech n o lo g ical  p r o g r ess   an d   h av e,   in   th e   co u r s e  o f   ti m e,   d e m o n s tr ated   k e y   ap p licatio n s   in   e n v ir o n m en t al  m o n i to r in g   an d   tr ac k in g ,   p r ec is io n   a g r icu l tu r e,   s m ar t c ities ,   an d   au to m atio n ,   a m o n g   o th er s   [ 1 ] .   T h ese  n et w o r k s   ar e  ch ar ac ter ized   b y   h ig h l y   d en s e  d ep lo y m e n t  an d   s elf - co n f i g u r atio n ,   r ea lized   w i th i n   co m p ac t,  lo w - co s t   s en s o r   n o d es  th at,   in   th e  co u r s e  o f   co m p u ti n g ,   s to r ag e,   an d   co m m u n icatio n ,   ar e  s u b j ec t  to   s ev er e  e n er g y   c o n s tr ain ts   [ 2 ] .   Desp ite  al l  t h e  ap p licatio n s ,   W SNs   f ac e  m a s s i v e  e n er g y   ef f icie n c y ,   ef f ec ti v e  s ec u r e  d ata  tr an s m is s io n ,   an d   n et w o r k   lo n g e v it y   ch alle n g e s .   B asic  to   W SNs   is   r eliab le  an d   ef f icie n t d ata  tr an s f er   [ 3 ] .   Ho w ev er ,   th e   li m ited   en er g y   s u p p l y   f o r   s en s o r   n o d es  d em a n d s   in telli g e n t  u s ag e  s tr ateg ie s   th at  g iv e  t h e  h i g h est  n et wo r k   lif eti m e  w it h   g u ar an tee d   s ec u r it y   d u r i n g   co m m u n icatio n   [ 4 ] .   Ma n y   tec h n iq u es  h a v e  b ee n   p r o p o s ed   s o   f ar   to   en h an ce   tr a n s m i s s io n   e f f icien c y   a n d   ex te n d   th e  n et w o r k   lif et i m e  b y   o p ti m izin g   v ar io u s   p ar a m eter s   in   s e n s o r   p r o ce s s in g   an d   p o w er   co n s u m p t io n   [ 5 ] .   Fo r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         E n erg y - efficien t c erti fica teles s   s ig n cryp tio n   fo r   s ec u r e  d a ta   t r a n s fer in   …  ( P a r u va th a va r d h in i J a g a n a th a n )   1085   in s ta n ce ,   th e  q u a n tized   in d ex   en er g y - a w ar e  clu s ter i n g - d ep en d   co m b in ato r ial  s to ch asti c  s a m p led   b at   o p tim izatio n   ( QI E AC - C S SB O )   tech n iq u e  h as  b ee n   in tr o d u ce d   to   i m p r o v e  en er g y   e f f icie n c y   an d   s ec u r e  r o u tin g .   W ir eless   co m m u n icatio n   c h a n n el s   i n tr o d u ce   a  v u l n er ab ilit y   w it h   s ec u r it y   in   W S Ns;   th u s ,   th e y   u s e   cr y p to g r ap h ic  m et h o d s   lik e  en cr y p tio n   an d   d ec r y p tio n ,   alo n g   w it h   d ig ital  s i g n at u r es   co m p o s ed   o f   th e   g en er atio n   o f   k e y s   an d   al g o r it h m s   f o r   s i g n i n g   an d   v er i f icati o n ,   in   o r d er   to   b u ild   co n f id en ce   an d   in teg r it y   an d   p r ev en t  an y   f o r m   o f   a u th e n ti ca tio n   [ 6 ] – [ 1 0 ] .   T y p icall y ,   tr ad itio n al  d ig ital  ce r ti f icate s   b ased   o n   p u b lic  k e y   in f r astru ct u r es  ar e  m o s t  w id el y   u s ed   d u e  to   th e ir   less   co m p l ex it y   an d   f e w er   o v er h ea d s   in t r o d u ce d ;  h o w e v er ,   th is   is   least  d es ir ab le  in   h i g h l y   r eso u r ce - co n s tr ain ed   e n v i r o n m e n ts   o f   W SN s   [ 1 0 ] – [ 1 8 ] .   C o n s id er i n g   th e   s h o r tco m i n g s ,   t h is   p ap er   in tr o d u ce s   a  n e w   ce n s o r ed   r eg r ess i v e  j ac ca r d   in d ex ed   ce r tif ic atele s s   s ig n cr y p tio n   ( C E J I C S)   tech n iq u e,   w h ic h   o p tim izes  en er g y   co n s u m p tio n   an d   s tr en g t h en s   s ec u r it y   i n   W SNs .   Gau s s ia n   lik eli h o o d   ce n s o r ed   r eg r ess io n   is   u s ed   f o r   en er g y - e f f icie n t  n o d e  s elec tio n ,   w h er ea s   R ab in   cr y p to g r ap h ic  J ac ca r d   in d ex ic  ce r tif icate le s s   s ig n cr y p tio n   ( RCJ ICS )  is   ap p lie d   f o r   s ec u r e  d ata  tr an s m i s s io n .   Si m u latio n   r esu lts   u s i n g   NS - 2   s h o w   th at  C E J I C S   s ig n i f ica n tl y   e n h an ce s   p ac k et  d eliv er y   r atio ,   r ed u ce s   d elay ,   m i n i m izes  e n er g y   co n s u m p tio n ,   an d   e x te n d s   li f et i m e  i n   ter m s   o f   co m p ar is o n s .   T h e  p r o p o s ed   C E J I C S  tech n iq u e,   ad d r ess in g   b o t h   th e  s ec u r i t y   an d   s u s tai n ab ilit y   o f   en er g y   i n   W SNs ,   is   a  r o b u s t  an d   s ca lab le  s o lu tio n   f o r   n ex t - g en er atio n   w ir eless   s en s o r   ap p licatio n s .   Mo tiv atio n   Ho w e v er ,   lo w   p r o ce s s i n g   p o w er ,   li m ited   m e m o r y ,   li m i ted   en er g y   r eso u r ce s ,   a n d   th e  u s e  o f   u n s tab le   w ir ele s s   co m m u n ica tio n   ch a n n els  ar e  s o m e  o f   th e  d i f f ic u lt ie s   th at  W SNs   en co u n ter .   T h er e f o r e,   it  is   n ec ess ar y   to   ef f icien tl y   o r g an ize  th e  a v ailab le  en er g y   to   co n v e y   t h e  d ata  in   a  h ig h l y   p r o tecte d   m a n n er   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ] .   I n   Olad ip u p o   et  a l .   [ 2 1 ] ,   an   o p ti m ized   v er s io n   o f   th e  ellip tic  c u r v e  cr y p to g r ap h y   al g o r ith m   ( I E C C )   w a s   cr ea ted .   Ho w e v er ,   it  d id   n o t  co n ce n tr ate  o n   m u ltico r e  W SN  s y s te m s ’   id ea l  p o w er   co n s u m p tio n .   T o   p r o v id e  s ec u r e  tr an s m is s io n ,   a  lig h t w ei g h t  s ec u r e  ag g r e g atio n   an d   tr an s m is s io n   s c h e m e  ( SA T S)  w as   p r esen ted   in   [ 2 2 ] .  Ho w e v er ,   th er e  w as  n o   i m p r o v e m e n t  in   t h e  d ata  d eliv er y   p er f o r m an ce .   I n   Ha y o u n i  an d   H a m d i   [ 2 3 ] ,   a   b r an d - n e w   u ltra - li g h t w ei g h t  en cr y p ti o n   m et h o d   ca lled   u ltra - l ig h t weig h t  en cr y p t io n   al g o r ith m   ( U L E A )   w as  cr ea ted .   A  ce r ti f icate le s s   a g g r e g ate  s ig n atu r e  s ch e m e  ( C L - ASS)  w as  in tr o d u ce d   in   [ 2 4 ]   to   m in i m ize   b an d w id t h .   Hen ce ,   w e  s ee   th at  th er e  ar e  m an y   r esear ch   w o r k s   r e g ar d in g   t h e  i m p le m e n tatio n   o f   s ec u r i t y ,   b u t  n o n e  h av e   co n ce n tr ated   o n   e f f ic ien t  p o wer   co n s u m p tio n   p la n n i n g .   A   b etter   tech n iq u e  h a s   to   b e  p r o p o s ed   s o   th at  th e  d ata   is   tr an s m itted   w it h   g r ea t  in te g r it y   a n d   au th e n ticit y   u s in g   R C J I C S,  an d   at  th e  s a m e  ti m e,   th e  en er g y   ca n   b e  p lan n ed   b y   p ick i n g   t h e  m o r e   en er g et ic  n o d es  a n d   ce n s o r i n g   th e   n o d es  w i th   les s   e n er g y   u s i n g   r eg r es s io n   an al y s es.   T h e  s ec u r it y   s er v ices  i n   W SNs   ar e  u s u all y   ce n ter ed   o n   cr y p to g r ap h y   [ 2 5 ] .   A n   a u to m a ted ,   lig h t w eig h t   cr y p to g r ap h ic  m et h o d ,   Flex C r y p t,  w a s   d esi g n ed   i n   [ 2 6 ] .   Ho w e v er ,   it  f ailed   to   ex a m i n e  th e  f ea s ib ili t y   o f   ad ap tin g   Fle x C r y p t.  A   li g h t w e ig h t  s ec u r it y   tr a n s m i s s io n   m o d el  w a s   in tr o d u ce d   i n   [ 2 7 ]   to   g u ar an tee  co n f id en tial   d ata.   T o   r e d u ce   th e  co s t,  a  p ail lier   cr y p to s y s te m   a n d   co m p r es s iv e  s en s in g - b ased   r o u ti n g   ( P C 2 SR )   p r o to co l  [ 2 8 ]   w a s   cr ea ted .   T o   en s u r e  s ec u r i t y ,   t h e  s ec u r e  e n cr y p tio n   r a n d o m   p er m u tatio n   p s eu d o   al g o r ith m   w as   cr ea ted   in   [ 2 9 ] .   I n   C ao   et  a l .  [ 3 0 ] ,   an   en h an ce d   id en tit y - b a s ed   en cr y p t io n   alg o r ith m   ( I I B E )   w a s   cr ea ted .   Ho w e v er ,   th e  s ec u r it y   o f   v ar io u s   attac k s   w a s   n o t e x a m in ed .   An   en cr y p tio n   an d   tr u s t  ev al u atio n   m o d el  w a s   d ev elo p ed   in   [ 3 1 ] .   B u t  th e  d elay   w as  n o t  m i n i m ized .   I n   Me s h r a m   e t  a l .  [ 3 2 ] ,   an   id en tit y - d ep e n d en t  o f f l in e/o n li n e  s ig n at u r e  ap p r o ac h   ( I B OOST )   th at  i s   li g h t w ei g h t  an d   p r o v ab l y   s ec u r e  f o r   a  lar g e  n u m b er   o f   d ev ices   w as c r ea t ed .   Fo r   W SN,  a  w el l - s tr u ct u r e d   r o u tin g   tec h n iq u e   b ased   o n   tr u s t  esti m at io n   [ 3 3 ]   wa s   cr ea ted .   Ho w ev er ,   E T E R S  h ad   a  h ig h er   laten c y .   T o   p r ev en t  Do S  attac k s ,   th e  b io m etr ic - b ased   au t h e n tica ted   g eo g r ap h ic  o p p o r tu n is tic  r o u tin g   ( B AGOR)  m et h o d   [ 3 4 ]   is   u s ed .   A   p air in g - f r ee ,   ce r tif icate le s s ,   s ec u r e  ce r tif icatio n   ap p r o ac h   is   s u g g este d   to   av o id   u n n ec es s ar y   r eso u r ce   u s a g e  [3 4 ] .   T h er e  is   n o   d ef i n it io n   f o r   th e  n et w o r k   li f esp an   e x te n s io n .   I n   Ha n   et   a l .   [3 5 ] ,   an   en er g y - co n s cio u s ,   tr u s t - b ased   r o u ti n g   p r o to co l  w a s   cr ea ted .   T h e  alg o r ith m   k n o w n   as  cr o s s o v er   m u tated   m ar r iag e  i n   h o n e y   b ee   ( C M - MH )   w as  f ir s t   p r esen ted   in   [3 6 ] .   Ho w e v er ,   th e  cr y p to g r ap h ic  alg o r it h m   w as   n o t i m p le m en ted .   A   h y b r id   s ess io n   k e y   m a n a g e m en t  m et h o d   w as  i n tr o d u ce d   in   [3 7 ] .   H o w ev er ,   th e  m et h o d   co n ce n tr ates   o n   a  p ar ticu lar   attac k .   A   li g h t w ei g h t  au t h e n ticatio n   s ch e m e  [3 8 ] ,   a  o n e - w a y   a s s o ciate d   k e y   m a n a g e m en t  m o d el   [ 39 ] ,   an d   a  m u ltid i m e n s io n a l  s ec u r e  clu s ter ed   r o u tin g   a p p r o ac h   [4 0 ]   w er e  i n tr o d u ce d   f o r   s ec u r e  d ata  tr an s m is s io n .   B u t  o v er h ea d   r e m ai n ed   u n ad d r ess ed .   A n   ellip t ic  cu r v e   d ig i tal  s ig n at u r e  ( E C DS A )   cr y p to g r ap h ic  m et h o d   w a s   in tr o d u ce d   in   [4 1 ]   to   p r o v id e  an   ap p r o p r iate  m ec h a n i s m .   A  m ec h a n is m   f o r   k e y   a g r ee m en t  a n d   s ec u r e  an o n y m o u s   au t h e n ticat io n   w a s   in tr o d u ce d   in   [4 2 ]   f o r   W SNs .   A   n e w   p air i n g - f r ee   s ig n i n g   e n cr y p tio n   m et h o d   is   p r o p o s ed   [4 3 ] .   E n er g y   h ar v e s ti n g   s h all  b e  in cl u d e d   in   p o w er   m an a g e m en t  [4 4 ] .   So m e  o f   th e  r esear c h   g ap s   id en ti f ied   f r o m   t h e  ex i s ti n g   ap p r o ac h es a r e  as f o llo w s :   ( i)   t h e  d ev elo p ed   m eth o d   f o cu s es o n   o n l y   s p ec if i c   attac k s ,   a  b etter   m o d el  ca n   b e  p r o p o s ed   to   d ef en d   th e  attac k s ;   ( ii)  r e d u ce d   co n v er g en ce   ti m e  an d   m i n i m izatio n   o f   d ata  lo s s ,   d ela y ,   an d   o v er h e ad s   ar e  r eq u ir ed ;  ( iii)  b etter   en er g y   p lan n i n g   ca n   b e  d o n e  to   en h a n ce   t h e  n et w o r k   lif eti m e ;   an d   ( i v )   a   s tan d ar d   cr y p to g r ap h ic  a lg o r it h m   ca n   b e  d ev elo p ed   to   d is co v er   a  s ec u r e d   r o u te  an d   e n h a n ce   s ec u r it y   in   tr a n s m i s s io n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 0 8 4 - 1 0 9 6   1086   C o n tr ib u t io n ,   t h e  m ai n   asp ec ts   o f   t h e  s u g g es ted   C E J I C S  is   as  f o llo w s :   ( i)   e n er g y - e f f i cien t  n o d e   s elec tio n :  in tr o d u ce s   t h e  co n ce p t  o f   Gau s s ia n   li k eli h o o d   ce n s o r ed   r eg r ess io n   to   f in d   h i g h - e n er g y   e f f icie n t  n o d es  in   o r d er   to   o p ti m ize  n et w o r k   lif e ti m e   w it h   m i n i m al  p ac k e t  d r o p   an d   d ela y ;  ( ii)  s ec u r e  d ata  tr an s m i s s io n :   R C J I C S ,   a  tech n iq u e  to   p r o v id e  b o th   co n f id en t ialit y ,   au th e n ticatio n ,   an d   in teg r it y ,   w ith o u t  r el y i n g   o n   th ir d - p ar ty   ce r ti f icate   au th o r ities ;  ( iii)  i n teg r ated   ce r tif ica teles s   cr y p to g r ap h y :  ac h iev e s   b o th   s i g n cr y p tio n   an d  u n s i g n cr y p tio n ,   in h er iti n g   b o th   en cr y p tio n   a n d   d ig ital  s ig n at u r e  p r o p e r ties ,   w ith   e n h a n ce d   s ec u r it y   a n d   r ed u ce d   o v er h ea d s   o f   co m p u tatio n ;  an d   ( iv )   s ca lab ilit y   a n d   f u tu r e  e x ten s io n s :  a  f lex ib le  cr y p to g r ap h ic  f r a m e w o r k   i s   p r o p o s ed   th at  allo w s   m o r e  ad v an ce d   s ec u r it y   attr ib u tes  an d   en er g y   h ar v e s ti n g   m ec h a n i s m s   in   o r d er   to   f u r th er   o p tim ize  W SN  s u s tai n ab ilit y   an d   r esil ien ce .   T h e  s tr u ct u r e  o f   th e  m an u s cr ip t  is   as  d etailed :  t h e  r ec o m m e n d ed   ap p r o ac h   is   en lig h te n ed   in   s ec t io n   2 .   Sectio n   3   d escr ib es  th e  f in d in g s   an d   d eb ates,  w h ile  s ec tio n   4   p r o v id es  th e   co n clu s io n .       2.   M E T H O D    I n   th is   p ap er ,   d esig n   an d   im p le m e n t  an   ad v a n ce d   ce r tif icate le s s   s i g n cr y p tio n   w it h   th e  C E J I C S   tech n iq u e  t h at  n o t  o n l y   p r o v i d es  an   i m p r o v ed   ch a n n el  f o r   s ec u r e  d ata  tr an s m is s io n   b u t  also   r ed u ce s   e n er g y   co n s u m p tio n   in   W SN.  I t  u s e s   GL C R   f o r   d eter m i n i n g   r esid u a l  en er g y   a n d   id en ti f y in g   en er g y - e f f icie n t  n o d es  to   m ax i m ize  th e  n et w o r k   li f eti m e  an d   R C J I C S  f o r   e m p lo y i n g   s i m u lta n eo u s   en cr y p tio n   a n d   d ig ital  s i g n at u r e  w it h o u t  r esu lti n g   in   co m p lex   ce r t if icate   m an a g e m en t.  I t  o p p o s es  ex tr a  ac ce s s   to   d is allo w ed   en titi e s   w h ile   ac h iev in g   m o d est  co m p u ta tio n al  o v er h ea d   an d   p o w er   u s e.   T h u s ,   C E J I C S ’ s   w a y   o f   d o in g   k e y   g e n er atio n ,   s ig n cr y p tio n ,   an d   u n - s i g n cr y p tio n   ef f ec tiv e l y   f o r   th e  d eliv er y   o f   d ata  s ec u r el y   a n d   in   less   ti m e  co n s u m es  les s   d elay   a n d   o v er h ea d   an d   is   s ca l ab le  in   u til it y ,   m a k in g   it  h i g h l y   ap p licab le  in   r eso u r ce - s ca r c e  W SNs .     2 . 1 .     Sy s t em   m o del   I n   th is   s ec tio n ,   a  n o v el  C E J I C S  tech n iq u e  i s   p r o p o s ed   to   f ill  o u t  t h e  r esear ch   g ap s   d is c u s s ed .   T h e  tech n iq u e  in v o l v es  t w o   p r o ce s s es:  ( i)   Gau s s ia n   lik el ih o o d   ce n s o r ed   r eg r ess io n - b ased   en er g y - e f f ic ien t  n o d e  s elec tio n   a n d   ( ii)  R C J I C S - b as ed   s ec u r e  d ata  tr an s m is s io n .   T h e  f ir s t p r o ce s s   d i s cu s s e s   i n   d etail  th e   s elec tio n   o f   h ig h er   en er g y   n o d es  an d   d o d g in g   th e  l o w   e n er g y   n o d es.  T h e  s ec o n d   p r o ce s s   in v o lv e s   th r ee   s tep s :  ( a)   k e y   g en er atio n — e ac h   e n er g y - e f f i cien t  s en s o r   n o d e ’ s   ti m e - s y n ch r o n ized   s e s s io n   p r iv ate  a n d   p u b lic  k e y s   ar e   g en er ated   d u r in g   t h e  d eter m in is tic  co n g r u en t ial  k e y   g e n er ati o n   p r o ce d u r e ;   ( b )   s ig n cr y p tio n :  t o   al ter   th e   in p u t   d ata  to   cip h er tex t,  th e  s o u r ce   n o d e  en cr y p t s   it  u tili zi n g   th e  r ec iev er ’ s   p u b lic  k e y .   T h e  p r o c ess   u s e s   th e  p r iv ate   k e y   o f   th e  s o u r ce   to   g en er ate  a  d ig ital  s ig n atu r e ;   an d   ( c)   u n s ig n cr y p tio n :  af t er   co n f ir m i n g   th e  s ig n atu r e,   th e  cip h er tex t i s   d ec r y p ted   u s i n g   u n s i g n cr y p tio n .   T h e  ar ch itectu r e  o f   t h e  s u g g est ed   C E J I C S  tec h n iq u e  f o r   s e c u r e  d ata  f lo w   b et w ee n   t h e  s o u r ce   an d   s i n k   n o d es  in   W SN  is   d is p la y ed   in   Fig u r e  1 .   T h e  d esig n ed   ar ch itectu r e  co n tai n s   n u m e r o u s   s en s o r   n o d es  ‘  1 ,  2 ,  3 , …  ’   an d   o n e  s i n k   n o d e  ‘ ’   in   W SN .   T h e  s o u r ce   n o d e  b r o ad ca s ts   th e  d ata  p ac k ets   ‘  1 ,  2 , . . ,  ’   to   s in k   t h r o u g h   t h e  n ei g h b o r in g   s e n s o r   n o d es   1 ,  2 ,  3 , …    i n   a  s ec u r e  m an n er .   B y   ap p l y i n g   th e  p r o p o s ed   C E J I C S  tech n iq u e,   en er g y - ef f i cien t  s e n s o r   n o d es  ar e  in itial l y   id en ti f ied   u s in g   Gau s s ia n   li k eli h o o d   ce n s o r ed   r eg r ess io n .   I t  i s   an   M L   tec h n iq u e  th at  a s s e s s e s   t h e  r elatio n s h ip   b et w ee n   t h e  p o w er   o f   th e  s en s o r   h u b s .   On ce   t h e  en er g y - e f f icie n t  s e n s o r   n o d es  h av e  b ee n   id en ti f ied ,   R C J I C S   is   u s ed   to   tr an s m it   d ata  s ec u r el y .   A   n o v e l  t y p e   o f   p u b lic  k e y   cr y p to g r ap h y   ca l le d   ce r tif icate le s s   s i g n cr y p tio n   l o g icall y   co m p lete s   b o th   p u b lic  k e y   O n e - s tep   d ig it al  s ig n at u r e  an d   e n cr y p tio n .   T h e  p r i m ar y   b en e f it  o f   th e  s u g g ested   cr y p to g r ap h ic   m et h o d   is   th at  it  is   s u b s ta n ti all y   less   ex p e n s i v e  th a n   th e  co n v e n tio n al  s i g n at u r e  alg o r ith m   a n d   en cr y p tio n   alg o r ith m   u s e d   in d i v id u al l y .   T h e  m an y   s tep s   in   th e  r ec o m m en d ed   C E J I C S  ap p r o ac h   ar e   b r ief ly   ex p lai n ed   in   th e  s eq u e n t sec tio n .     2. 2.     G a us s ia n li k eli ho o d c en s o re d r eg re s s io n - ba s ed  e ner g y - ef f icient   no de  s elec t io n    T h e  lik elih o o d   o f   th e  Gau s s ian   on e  ML   m eth o d   f o r   d eter m i n in g   th e  r elatio n s h ip   a m o n g   th e   in d ep en d en t  ( o r   o u tp u t)   an d   d e p en d en t  ( o r   in p u t)   v ar iab les  is   ce n s o r ed   r eg r ess io n .   A   class   o f   m o d els  k n o w n   a s   ce n s o r ed   r eg r ess io n   i n v o l v e s   ce n s o r in g   th e  d ep en d e n t  v ar ia b le,   o r   s en s o r   n o d es,  ab o v e  o r   b elo w   a   p r ed eter m i n ed   th r es h o ld .   L e t ’ s   ass u m e   th a t  th er e  ar e  d i f f er e n t  q u an tit ies  i n   t h e  n et w o r k .   T o   s u p p r ess   t h e  W SN ’ s  en tire   en er g y   u s a g e,   a  li m ited   q u an tit y   o f   s en s o r   n o d es a r e  ch o s en   a s   en er g y - e f f icien t n o d es in   t h e  f ir s t   p h ase.     T h e  p r im ar y   r eso u r ce   u s ed   b y   th e  s en s o r   n o d es to   en h an ce   tr an s m i s s io n   is   en er g y .   I n   W SN ,   en er g y   is   cr u cial  f o r   ca r r y i n g   o u t  i m p o r t an t  f u n ctio n s ;  w h e n   n o d e  en er g y   d ec r ea s e s ,   th e  n et w o r k   co n n ec tio n   s h o r te n s   t h e   n et w o r k   lif e ti m e.   E ac h   n o d e ’ s   en er g y   l e v els  ar e  in it iall y   c o m p ar ab le.   A   s p ec if ic   v al u e  o f   it s   e n er g y   le v el  i s   r ed u ce d   as  a  c o n s eq u en ce   o f   th e  d ata  r ec eiv in g ,   tr an s m is s i o n ,   an d   in ter n al  p r o ce s s es  in c lu d in g   p r o ce s s in g ,   lin k in g ,   an d   u p d atin g .   C o n s eq u en t l y ,   ( 1 )   p r o v id es a n   esti m at e  o f   th e  s e n s o r   n ode ’ s   en er g y   co n s u m p tio n   lev el.       (  )  = [  +  +  ]   ( 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         E n erg y - efficien t c erti fica teles s   s ig n cryp tio n   fo r   s ec u r e  d a ta   t r a n s fer in   …  ( P a r u va th a va r d h in i J a g a n a th a n )   1087   w h er e,   (  )    in d icate s   a  co n s u m ed   en er g y   lev el  o f   ‘ ℎ ’   s e n s o r   n o d e,      in d icate s   e n er g y   f o r   d ata   s en d i n g ,      s p ec if ies e n er g y   f o r   d ata  r ec eiv in g ,      d en o tes en er g y   f o r   co m p u t in g .           Fig u r e  1 .   Flo w   d iag r a m   o f   p r o p o s ed   C E J I C S tec h n iq u e       As  a  r esu lt,  u s in g   ( 2 ) ,   th e  n o d e ,   s   r em ai n i n g   e n er g y   i s   ca lcu la ted   as  th e  alter atio n   b et w ee n   th e  o r ig in a l   an d   en er g y   ( co n s u m ed ) .     (  ) = [  −  ]   ( 2 )     w h er e,   (  )   in d icate s   a  r esid u al  en er g y   lev el  o f   ℎ   s en s o r   n o d es,   d en o tes an   in i tial e n er g y   o f   n o d es,     d en o tes th e  e n er g y   u s ag e  o f   s en s o r   n o d es.      Fo llo w i n g   s en s o r   n o d e  en er g y   lev el  ca lcu lat io n s ,   ce n s o r ed   r eg r ess io n   is   u s ed   to   r ec o g n ize  n o d es  th a t   u s e  less   en er g y   b ased   o n   th e   s tatis tical   an al y s is   o f   t h e  Gau s s ian   m a x i m u m   l ik e lih o o d   to   as ce r tain   w h et h er   t h e   th r es h o ld   en er g y   an d   r esid u al  en er g y   le v els  ar e  s i m ilar .   As  s h o w n   i n   ( 3 )   p r o v id es  an   esti m ate  o f   th e  Ga u s s ia n   m ax i m u m   li k eli h o o d - test   s tati s tical  an a l y s is .     = 1 √ 2 ( e xp ( − 0 . 5 ∗ | (  ) − | 2 ) )   ( 3 )     w h er e ,      is   th e  Ga u s s ian   m a x i m u m   l ik el ih o o d - t e s t,  (  )   d en o tes  r esid u al  en er g y ,     in d icate s   t h r esh o ld ,     d en o tes v ar iatio n .   T h en   t h e  s e n s o r s   w it h   m ax i m u m   d ev iatio n   ar e  ce n s o r ed   as g i v en   i n   ( 4 ) ,     =   {      = 1 ;                                             ℎ                                    ( 4 )     H er e     d en o tes  a  ce n s o r ed   r eg r ess io n ,   w h er e,   ‘ 1 ’   d e n o tes  a  s e n s o r   n o d e  w it h   h i g h er   r es id u a l  en er g y ,   el s e  t h e  s en s o r   n o d es  ar e  ce n s o r ed .   I n   W SN,  th e   ch o s en   h i g h er - e n e r g y   n o d es  f o r   s e n s o r s   ar e  u til ized   f o r   s a f e  d ata   tr an s f er .     T o   d ef in e  th e  Ga u s s ia n   li k el ih o o d   ce n s o r ed   r eg r ess io n   p r o ce d u r e,   an   alg o r ith m   i s   cr e ated .   T h e  r e m ain in g   en er g y - ef f ic ien t  s e n s o r   n o d es  ar e  m ea s u r ed   f o r   e v er y   s e n s o r   n o d e  in v o lv ed   in   th e  co m m u n icatio n   p r o ce s s .   T h e  Gau s s ia n   li k eli h o o d   b etw ee n   r esid u a l  en er g y   an d   th r es h o ld   is   t h e n   ca lc u lat ed .   Hig h er   e n er g y   s en s o r   n o d es  ar e  f o u n d   u s i n g   li k el ih o o d   esti m atio n ,   w h ile  lo w er   e n er g y   s e n s o r   n o d es  ar e  f o u n d   u s i n g   t h e   r eg r ess io n   f u n c tio n .   L astl y ,   t h e  r em a in i n g   s e n s o r   n o d es  ar e  r estricte d   an d   th e  h i g h er - en er g y   n o d es  f o r   s en s o r s   ar e  ch o s en   f o r   s ec u r e  d ata  tr an s m i s s io n .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 0 8 4 - 1 0 9 6   1088   2. 3.    RCJ I CS   ba s ed  s ec ure  d a t a   t r a ns m is s io n   Fo llo w i n g   t h e  s elec t io n   o f   e n er g y - e f f ic ien t   s e n s o r   n o d es,  R C J I C S  is   u s ed   to   tr an s m it  d at a  s ec u r el y .   P u b lic  k e y   cr y p to g r ap h y   th at  lo g icall y   co m p letes  b o t h   p u b l ic  k e y   e n cr y p tio n   an d   d i g ital  s ig n at u r e  tas k s   i n   a   s in g le  s tep   is   k n o w n   as  ce r ti f i ca teless   s ig n cr y p tio n .   T h e  p r im ar y   b e n ef i t  o f   t h e  s u g g e s ted   m et h o d   is   th at  i t  is   s u b s ta n tial l y   les s   ex p en s i v e  th an   t h e  co n v e n tio n al  s i g n a t u r e  alg o r ith m   an d   en cr y p t io n   alg o r ith m   u s ed   in d iv id u all y .   Sen s iti v e  d ata  p ac k ets  ar e  p r o t ec ted   d u r in g   d ata  tr an s f er   a m o n g   t h e  s o u r ce   an d   s i n k   n o d es  in   th e  clo u d   b y   u s i n g   t h e  s u g g ested   s i g n c r y p tio n .   P u b lic - k e y   cr y p to g r a p h y   is   u tili ze d   in   ce r tific atel ess   s i g n cr y p tio n   to   en s u r e  i n cr ea s ed   s ec u r it y   [ 2 4 ] .   Dete r m i n is tic  co n g r u e n tia l  k e y   cr ea tio n ,   s i g n cr y p tio n ,   a n d   u n s i g n cr y p tio n   ar e   th e  th r ee   m ai n   p r o ce s s es i n   th e  ce r tif icate les s   s i g n cr y p tio n   p r o ce s s .       2. 3 .1 .   Det er m ini s t ic  co ng rue ntia l k ey   g ener a t io n   Fo r   ea ch   en er g y - e f f icien t  s e n s o r   n o d e,   th e  p r iv ate  an d   p u b li c  k e y   p air s   is   g en er ated   u s i n g   th e  R ab i n   cr y p to s y s te m   ( R C ) .   R C   is   a  t y p e  o f   p u b lic - k e y   e n cr y p tio n   t h at  w o r k s   w i th   t w o   d is ti n ct  ite m s :   a  p r iv ate  k e y   f o r   u n s i g n cr y p tio n   an d   a  ti m e - s y n ch r o n ized   s ess io n   p u b lic  k e y   f o r   s ig n in g .   Hen ce   t h e  n a m e   o f   cr y p to g r ap h y   is   ca lled   as y m m etr ic  k e y   cr y p to g r ap h y .   Fo r   ea ch   s es s io n ,   t h e  d i f f er en t  k e y   p air s   ar e  g en er ated   t o   av o id   th e  attac k s .   On ce   th e  s es s io n   i s   co m p leted ,   th e  g e n er ated   k e y s   ar e  au to m atica ll y   d is ab led .   T h e  R C   u s e s   th e  Dete r m i n is t ic   co n g r u e n tial  r an d o m   n u m b er   g en er ato r   to   g en er ate  t w o   lar g e  d if f er en t  p r im e  n u m b er s   as i n   ( 5 )   an d   ( 6 ) .     = (   0 + )        ( 5 )     = (   1 + )          ( 6 )     W h er e,     d en o tes a  m o d u lu s ,     d en o tes a  m u lt ip lier ,     d en o tes an   in cr e m e n t,   0 ,  1   d en o tes a  s tar ti n g   v al u e.     L et  u s   co n s id er   t h e  t w o   lar g e  v ar io u s   p r i m e  n u m b er s     an d   .   T h e  u s er ’ s   p r iv ate  a n d   p u b lic  k e y s   ar e   p r o d u ce d   u s in g   ( 7 ) .     = ∗   ( 7 )     w h er e,     d en o tes  a  d eter m i n i s ti c  co n g r u e n tial  p u b lic  k e y   a n d   ( , )   d en o tes  a  d eter m i n i s tic  co n g r u e n tial  u s er   o f   p r iv ate  k e y .   W h ile  t h e  p r iv ate  k e y   i s   r etain ed   co n f id e n tia l  an d   o n l y   k n o w n   b y   th e  r ele v an t  s e n s o r   n o d e,   th e   p u b lic  k e y   i s   s h ar ed .   T h e  k e y   g en er atio n   p r o ce s s   is   s aid   to   b e  ca r r ied   o u t in   th is   m a n n er .       2. 3 .2 .   S ig ncry ptio n   T h e  s ig n cr y p t io n   p r o ce d u r e  is   co n s id er ed   to   b e   co m p leted   f o r   th e  s ec u r e  co n v e y a n ce   o f   d ata  b et w ee n   th e  s o u r ce   n o d es  an d   s i n k   n o d es  b y   u s i n g   an   R C   af ter   t h e  s e n s o r   n o d e ’ s   p r iv ate  a n d   p u b lic  k e y   p air   h as  b ee n   cr ea ted .   I n   th e  s ig n cr y p tio n   p r o ce d u r e,   en cr y p tio n   an d   d i g ital  s i g n at u r es  ar e  ca r r ied   o u t  co n c u r r en tl y .   T o   co n f ir m   t h e  i n teg r it y   a n d   co n f id en tialit y   o f   d ata  tr an s f er ,   t h e s e  t w o   p r o ce d u r es  ar e  r ef er r ed   to   as  f u n d a m e n tal  cr y p to g r ap h ic  p r o ce d u r es.  Sig n cr y p tio n   h as t h e  b en e f it o f   c u ttin g   d o w n   o n   co m p u tatio n   t i m e  [ 4 4 ] .   A   b lo ck   s tr u c tu r e  o f   th e  s i g n cr y p tio n   p r o ce d u r e  to   en h an c e  d ata  tr an s f er   b et w ee n   th e  s u p p l y   an d   d esti n ed   n o d es  i s   s h o w n   i n   F i g u r e  2 .   Usi n g   th e  r ec ip ie n t  p u b lic  k e y ,   e n cr y p tio n   is   f ir s t  o p er ated   to   tr an s f o r m   th e  en ter ed   d ata  in to   t h e  cip h e r tex t.  T h e  s en d er   p er f o r m s   b o th   th e  e n cr y p tio n   an d   th e  d i g ita l sig n at u r e.     L et ’ s   lo o k   at  th e  p ac k et s   o f   d ata.    1 ,  2 ,  3 , … .  .   Nex t,  th e  en cr y p tio n   p r o ce d u r e  is   ca r r ied   o u t  ac co r d in g   to   ( 8 ) .     = (  ) 2        ( 8 )     w h er e,   ‘ ’   d en o tes  a  cip h er te x t   o f   th e  d ata  p ac k et.      a nd     d en o te  th e  r ec eiv er ’ s   d eter m i n i s tic  co n g r u e n tia l  p u b lic  k e y .   U s i n g   th e   s u g g e s te d   m et h o d ,   th e  s en d er ’ s   d eter m i n is t ic  co n g r u e n tial   p r iv ate  k e y   is   u tili ze d   to   cr ea te   a  d ig ital  s i g n at u r e  f o r   th at  s p ec if ic  d ata  p ac k et.   T o   v er if y   t h e  co n te n ts   o f   a  s e n t  cip h er te x t  an d   t h e  s e n d er ’ s  in d iv id u alit y ,   a  d ig ital c o d e  ca lled   a  d ig ital si g n at u r e  is   ap p en d ed .     T h is   d ig ital  s i g n atu r e  i s   p r o d u ce d   b y   th e  s en d er   n o d e  as  a  h ash   v alu e.   An y   f u n c tio n   t h at  co n v er ts   a   r an d o m - s ized   d ata  p ac k et  in to   a  f ix ed - len g t h   o n e  is   r ef er r ed   as  h as h   v al u e.   E ac h   d a ta  p ac k et ’ s   h a s h   is   g e n er ated   d u r in g   tr an s m i s s io n   u s i n g   t h e  Sn e f r u   h as h   alg o r it h m .     E ac h   in p u t  d ata  p ac k et  o f   ar b itra r y   le n g th   is   h as h ed   in to   1 2 8 - b it  v alu e s   u s in g   th e  S n e f r u   cr y p to g r ap h ic   h as h .   T h e  p ad d in g   tech n iq u e  u s ed   b y   t h e  S n e f r u   cr y p to g r ap h ic  h a s h   co m b in e s   th e  len g t h   o f   t h e  i n p u t  d ata   p ac k ets  w it h   a n   ad d itio n al  p a d d in g   b lo ck .   A s   s ee n   in   Fig u r e  3 ,   th e  in p u t  d ata  p ac k ets  ar e   f ir s t  s ep ar ated   in to   s ev er al  m ess a g e  b lo ck s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         E n erg y - efficien t c erti fica teles s   s ig n cryp tio n   fo r   s ec u r e  d a ta   t r a n s fer in   …  ( P a r u va th a va r d h in i J a g a n a th a n )   1089       Fig u r e  2 .   B lo ck   d iag r a m   o f   t h e  s ig n cr y p tio n   p r o ce s s           Fig u r e  3 .   B lo ck   d iag r a m   o f   S n ef r u   cr y p to g r ap h ic  h a s h   g e n er atio n       Fig u r e  3   d ep icts   th e  f lo w   p r o ce s s   o f   th e  S n e f r u   cr y p to g r ap h ic  h as h   f u n ctio n   to   g e n er ate  th e  o u tp u t   h as h .   I n itia ll y ,   t h e  n u m b er   o f   m es s ag e  b lo ck s   ‘ 1 , 2 , 3 , 4 ’   is   i n itial ize d   to   h ash   f u n ct io n .   Af ter   th a t,  th e   Mi y a g u c h i – P r en ee l  co m p r es s i o n   f u n ctio n   ‘ 1 , 2 , 3 , 4 ’   i s   ap p lied   to   th e  last   b lo ck   p ad d ed   w ith   ‘ 0 ’ s   ( i.e . ,   P ad =0 ) .   T h e  Mi y a g u c h i – P r en ee l  co m p r es s io n   f u n c tio n   i s   u s ed   b y   th e  Sn e f r u   cr y p to g r ap h y   al g o r ith m   to   d eter m in e  th e  f in al  h as h   v alu e.   A p p l y in g   th e  co m p r ess io n   alg o r ith m   r e s u l ts   in   a  h as h   o u tp u t  th at  is   XORe d   w it h   b o th   t h e  p r ec ed in g   h as h   v alu e  an d   t h e  m e s s a g e  b lo ck .   T h e  s u b s eq u e n t  h as h   v al u e  is   g e n er ated   b y   th i s   h a s h   v alu e.   I n   t h e  ev en t  th at  n o   p r ev io u s   h as h   v al u e  ex i s ts ,   a  p r e - s p ec i f ied   b eg in n i n g   v alu e  i s   u tili ze d   in   th e  f ir s t  r o u n d   ( ℎ 0 = 0 ) .   T h e  co m p r es s io n ’ s   o u tp u t i s   p r o d u ce d   u s in g   ( 9 ) .       ℎ = [ ℎ − 1 ( )   ⨁ ℎ − 1 ⨁   ]   ( 9 )     W h er e,   m es s ag e   b lo ck   ‘ ’   an d   t h e  las t  h as h   v a lu e   ( ℎ − 1 ) is   i n itia ll y   p r eset to   ‘ 0 ’ .  ‘ ’   d e n o tes a  b lo c k   cip h er ,     in d icate s   a  k e y   to   a  b lo ck   cip h er   ‘ ’   XORed   w it h   th e   p r ev i o u s   h a s h   v al u e  ‘ ℎ − 1 ’   an d   t h e  m e s s ag e  b lo c k   ( ) .   T h e  f in al  h as h ’ ℎ ’   an d   th e  r ec ip ien t se n s o r   n o d e  r ec eiv e  th e  en cr y p ted   tex t.      2. 3 .3 .   Uns ig ncry ptio n   T o   g u ar an tee  th e  tr a n s f er   o f   d ata  p ac k ets  s ec u r it y   in   W S N,   th e  s u g g e s ted   m e th o d   co m p letes  t h e   u n s i g n cr y p tio n   p r o ce s s ,   w h ic h   is   m ad e  u p   o f   t w o   m ai n   s t ep s :  d ec r y p tio n   an d   s i g n atu r e   v er if icatio n   at  th e   r ec eiv in g   en d .   Af ter   co n f ir m i n g   t h e  s ig n at u r e,   th e  r ec ip i en t  d ec r y p ts   t h e  o r ig in al  d ata  to   o b tain   th e  cip h er te x t   f r o m   t h e  s o u r ce   n o d e.   T h e  u n s i g n cr y p tio n   p r o ce d u r e  to   r ec o v er   th e  o r ig in al  d ata  p ac k et  at  th e  r ec ip ien t  n o d e  is   s h o w n   i n   Fig u r e  4 .   T h e  p r o ce s s   o f   v er i f y in g   s i g n atu r e s   is   co n s id er ed   to   b e  c o m p leted   f ir s t.  T h e  h as h   v al u e  ℎ   is   g en er ated   at  t h e  r ec eiv i n g   e n d   u s i n g   th e  s a m e  Sn e f r u   cr y p to g r ap h ic  h as h   f u n ctio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 0 8 4 - 1 0 9 6   1090       Fig u r e  4 .   Flo w   p r o ce s s   o f   u n s i g n cr y p tio n       L ast l y ,   u s e s   th e  J ac ca r d   in d ex   to   co n f ir m   t h at  th e  cr ea t ed   s ig n a tu r e  ℎ   m atch ed   a  s i g n atu r e   g en er ated   at   th e   s e n d er ℎ .   T h e  h as h   v al u e  i s   m atc h ed   u s i n g   t h e  J ac ca r d   I n d ex   s i m ilar i t y   f u n ct io n .   T h e  m at h e m a tical  ex p r es s io n   f o r   th e  s i m ilar it y   is   f o u n d   in   ( 1 0 ) .       = ℎ   ∩   ℎ ∑ ℎ + ∑ ℎ −   ℎ   ∩   ℎ     ( 1 0 )     w h er e,     in d icate s   a  J ac ca r d   si m ilar it y   co ef f icie n t,  ℎ   d en o tes  th e  h a s h   v al u e  g e n er ated   at  th e  s e n d er ,   ℎ   in d icate s   a  r ec iep ien t  s id e  p r o d u ce d   h ash   v al u e,   th e  in ter s ec tio n   s y m b o l   ‘ ∩ ’  d esig n ate s   m u t u al  in d ep en d en ce   b et w ee n   th e  h as h   w h ic h   ar e  s t atis ticall y   d ep en d en t,  ∑ ℎ   is   th e  s u m   o f   ℎ   s co r e,   ∑ ℎ   is   th e  s u m   o f   ℎ   sc o r e.   T h e  J ac ca r d   si m ilar it y   co e f f ici en t p r o v id es th e  o u tp u t  v alu e s   f r o m   0   to   1   as g iv e n   ( 1 1 ) ,     =   {   1     ;                                      ℎ  0     ;                             ℎ    ( 1 1 )     T h e  r ec ip ien t  d ec r y p ts   t h e  o r i g in a l  d ata  i f   t h e  s i g n at u r e  m a tch es.  I f   n o t,  t h e  n o d es  ar e  c o n s id er ed   u n a u t h o r ized ,   w h ich   i n clu d e s   f lo o d in g ,   g r a y h o le,   an d   b lack h o le  as s au l ts .   L a s tl y ,   th e  d ec r y p tio n   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u t b y   th e  ap p r o v ed   s e n s o r   n o d es u s i n g   ( 1 2 ) .      =   (   . . + . . )          ( 1 2 )     w h er e,   = 1 4 ( + 1 )      ,     = 1 4 ( + 1 )        ,  . + . = 1     W h er e,      d en o tes th e  o r ig in al  d ata  p ac k et,     d en o tes a  cip h er   te x t,  ,   ar e  p r iv ate  k e y s ,     in d icate s   a  p u b lic   k e y ,   an d   ,     ar e  v ar iab les.  T h is   i s   h o w   d a ta   p a ck e t   t r an s m is s i o n   s e cu r ity   i s   c a r r i e d   o u t .   F o r   R C J I C S ,   a n   a l g o r ith m i c   m eth o d   f o r   s af e   d at a   t r an s f e r   is   c r e a t e d .   K ey   c r ea ti o n ,   s ig n c r y p t i o n ,   a n d   u n s ig n c r y p t i o n   a r e   it s   th r e e  d i s t in ct   s t e p s .   Fi r s t  c r e a te s   a   p ai r   o f   k ey s   f o r   ea ch   n e t w o r k   n o d e   th a t   u s es   en e r g y - ef f i c i en t   s en s o r s .   T h e  in p u t   d a ta   p a c k e ts   a r e   th en   en c r y p t e d   b y   t h e   s en d e r   n o d e ,   an d   th e   s i g n at u r e   is   p r o d u c e d   as   a   h ash   v a lu e   u s i n g   th e   S n ef r u   c r y p t o g r a p h i c   h as h   f u n c ti o n .   T o   g u a r an t e e   s e cu r i ty ,   t h e   e n c r y p t e d   d a t a   i s   t r an s m it t e d   t o   t h e   r e c i p i en t ,   w h e r e   th e  u n s i g n c r y p ti o n   p r o c e d u r e   is   c o m p l et e d .   T h e   J a c c a r d   i n d e x   is   u s e d   a t   t h e   r e c i p ie n t   en d   to   v er if y   s ig n at u r es.  T h e  r ec ip ien t n o d e  d ec r y p ts   t h e  d ata  p ac k et  i f   th e  s i g n a tu r e  i s   le g iti m ate.   L a s tl y ,   t h e  ap p r o v ed   s en s o r   n o d e  u s e s   it s   p r iv ate  k e y   t o   d ec o d e  th e  o r ig in al  d ata.   Data   p ac k et  tr an s m is s io n   an d   s ec u r it y   ar e  en h a n ce d   as a   r esu lt.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         E n erg y - efficien t c erti fica teles s   s ig n cryp tio n   fo r   s ec u r e  d a ta   t r a n s fer in   …  ( P a r u va th a va r d h in i J a g a n a th a n )   1091   3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    3 . 1 .     Si m ula t io n set t ing s   U s i n g   t h e   N S 2 . 3 4   s i m u l a t o r   w i t h   W S N - D S ,   t h e   m o d e l i n g   o f   t h e   s u g g e s t e d   C E J I C S   i s   c o n t r a s t e d   w i th   c u r r e n t   t e c h n i q u e s   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .   T h e   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   d a t a s e t   w a s   o b t a i n e d   f r o m   h t t p s : / /w w w . k a g g l e . c o m / d a t a s e t s / b a s s a m k a s a s b e h 1 /w s n d s .   T a b l e   1   l i s t s   t h e   s i m u l a t i o n   f a c t o r s   t h a t   w e r e   e m p l o y e d .   I n   s i m u l a t i o n   s y s t e m ,   t h e   r a n d o m   w a y p o i n t   i s   u s e d   a s   m o b i l i t y   m o d e l   t o   p e r f o r m   s e c u r e   d a t a   t r a n s m i s s i o n .   T h e   D S R   r o u t i n g   p r o t o c o l   i s   a p p l i e d   i n   e x p e r i m e n t a l   f o r   a t t a c k   d e t e c t i o n   i n   W S N .       T ab le  1 .   Sim u latio n   p ar a m eter s   S i mu l a t i o n   p a r a me t e r   V a l u e   S i mu l a t o r   N S 2 . 3 4   D a t a   p a c k e t s   1 0 0 - 1 0 0 0   M o b i l i t y   mo d e l   R a n d o m  w a y   p o i n t   N u mb e r   o f   r u n s   10   N e t w o r k   a r e a   1 1 0 0 × 1 1 0 0   m   S e n so r   n o d e s sp e e d   0 - 20   m / s   R o u t i n g   p r o t o c o l   D S R   N u mb e r   o f   se n so r   n o d e s   50 - 5 0 0   S i mu l a t i o n   t i me   3 0 0   s       3 . 2 .     Si m ula t io n r esu lt s     Sev er al  p er f o r m a n ce   in d icato r s   ar e  ex a m i n ed   in   th i s   p ar t  to g eth er   w ith   t h e  s i m u latio n   s tu d y   o f   C E J I C S   an d   th e   cu r r en t  I E C C   [ 2 1 ] ,   S A T S  [ 2 2 ] .   A   tab le  an d   g r a p h ical  r ep r esen tat io n   ar e  u s e d   f o r   an al y s i s .   T h e  p er f o r m a n ce   i n d icato r s   li k e  e n er g y   co n s u m p tio n ,   p ac k et  d e liv er y   r atio ,   p ac k et  d r o p   r ate,   th r o u g h p u t,  en d - to - en d   d elay ,   an d   co m m u n icati o n   o v er h ea d   ar e  an al y s ed .   A  tab le  an d   g r ap h ical  r e p r esen tatio n   ar e  u s ed   to   r ep r esen t th e  a n al y s is .       3 . 2 . 1 .   I m pa ct   o f   ener g y   c o ns u m ptio n   I t  is   q u an tifie d   as  th e  e n er g y   u s ag e  o f   t h e  s e n s o r   h u b s   to   d etec t   th e  d ata.   I t  is   m a th e m atica ll y   c alcu lated   as g i v en   ( 1 3 ) .      = ∗  (  )     ( 1 3 )     In   ( 1 3 ) ,      is   th e   en er g y   co n s u m p tio n ,     r ep r esen ts   s e n s o r   n o d es,  ′  (  ) ′   is   t h e  e n er g y   a m o u n t u tili ze d   b y   i n d iv id u al  n o d e  (  ) .   I t is co m p u ted   in   j o u le  ( J ) .     An al y s i s   o f   en er g y   u s e  is   s h o w n   in   T ab le  2 .   I n   co m p ar is o n   to   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] ,   th e  en er g y   co n s u m p t io n   s tatis t ics  ar e  r ed u ce d   b y   1 1 %  an d   1 8 %,  r esp ec tiv el y .   T h is   is   b ec au s e  o f   ap p l y i n g   a  Ga u s s ian   li k eli h o o d   ce n s o r ed   r eg r ess io n   to   f in d   th e  en er g y - ef f icien t  s en s o r   n o d es  b y   ce n s o r in g   lo w - e n er g y   n o d es.  T h is   p r o ce s s   m i n i m ize s   en er g y   co n s u m p tio n .         T ab le  2 .   E n er g y   co n s u m p t io n   co m p ar is o n   N u mb e r   o f   se n so r   n o d e s   En e r g y   c o n su m p t i o n   ( J)   C EJI C S   I EC C   S A T S   C EJI C S   50   1 1 . 5   14   16   50   1 0 0   13   16   17   1 0 0   1 5 0   1 6 . 5   18   2 0 . 2 5   1 5 0   2 0 0   18   2 0 . 4   22   2 0 0   2 5 0   20   2 2 . 5   25   2 5 0   3 0 0   2 2 . 5   24   27   3 0 0   3 5 0   2 4 . 1 5   2 6 . 2 5   28   3 5 0   4 0 0   26   28   30   4 0 0   4 5 0   2 8 . 3 5   3 0 . 6   3 1 . 5   4 5 0   5 0 0   29   32   35   5 0 0       3 . 2 . 2 .   I m pa ct   o f   P DR   I t  is   ca lcu lated   b y   d iv id i n g   t h e  en tire   n u m b er   o f   d ata  p ac k et s   s en t  f r o m   t h e  s tar ti n g   n o d e  b y   t h e  n u m b er   o f   d ata  p ac k ets r ec eiv ed   at  th e   b ase  s tatio n   o r   s in k   n o d e.   I t is st ated   as ( 1 4 ) .         = ( [  ] [  ] ) ∗ 100     ( 1 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   4 ,  A u g u s t   20 25 :  1 0 8 4 - 1 0 9 6   1092   Fro m   ( 1 4 ) ,       in d icate s   a  P DR ,      d en o tes  r ec eiv ed   d at a  p ac k ets  q u an t it y ,       i n d icate s   t h e  n u m b er   o f   d ata  p ac k ets s e n t.  I t is e x p r ess ed   as  a  p er ce n tag e  ( %).     Fig u r e  5   s h o w s   t h e  P DR   r esu l t.  C o m p ar ed   to   cu r r en t  ap p r o a c h es,  th e  C E J I C S  tech n o lo g y   r esu lt s   in   a   3 %  an d   6 %  in cr ea s e  i n   th e  P DR .   T h is   i m p r o v e m e n t  is   ac h iev ed   b y   C E J I C S  to   p ick   en er g y - e f f icie n t  n o d es.   Mo r eo v er ,   C J I C S  is   to   av o id   u n a u t h o r ized   attac k s   to   i m p r o v e  th e  p ac k et  d eli v er y   r ate.   C E J I C S  ac h iev e s   th e   h ig h e s t  P DR   f o r   an y   o f   t h e  d ata  p ac k ets  it  co n s id er s ,   an d   co n s i s te n tl y   b ea ts   I E C C   [ 2 1 ]   an d   SA T S  [ 2 2 ] .   I E C C   d o es  d ec en tl y   w ell  b u t  i s   s til l  b eh in d   C E J I C S,  w h ile  S A T S  r eg is ter s   th e  lea s t  P DR ,   p r o v in g   to   b e  a  less   r eliab le  o n e.   T h e  r esu lt s   co n f ir m   th a t   C E J I C S  allo w s   f o r   t h e  d eliv er y   o f   h i g h er   a m o u n t s   o f   d at a  an d   m o r e  r eliab le   n et w o r k   o p er atio n ,   h e n ce   th e  b est.           Fig u r e  5 .   P er f o r m a n ce   an al y s i s   o f   P DR       3 . 2 . 3 .   I m pa ct   o f   end - to - end  dela y   I t  is   q u an ti f ied   as  th e  d is cr ep an c y   b et w ee n   t h e  o b s er v ed   an d   ex p ec ted   ar r iv al  ti m es  o f   s in k   n o d e  in f o r m atio n   s ets.  I t is ca lc u lat ed   u s in g   ( 1 5 ) .        =   (  )  −   (  )    ( 1 5 )     w h er e,      b e  th e  en d - to - e n d   d ela y ,     (  )    d en o tes  an   a n ticip ated   ti m e  o f   ar r i v al  f o r   th e  d ata  p ac k et,   t h e   d ata  p ac k et ’ s   o b s er v ed   ar r iv al  ti m e  at  th e  d esti n at io n   is   s h o wn   b y     (  )  .   Millis ec o n d s   ( m s )   w er e  u s ed   f o r   m ea s u r e m e n t.   I n   Fig u r e  6 ,   th e  en d - to - en d   d ela y   is   an al y ze d .   A s   a  r esu lt,  en d - to - en d   d ela y   is   r ed u ce d   b y   1 7 %  an d   2 7 %,  r esp ec tiv el y ,   co m p ar ed   to   I E C C   [ 2 1 ]   an d   SA T S  [ 2 2 ] .   W ith   r ed u ce d   s o u r ce - to - d est in atio n   d ela y ,   t h e  s u g g e s ted   C E J I C S   tech n iq u e  u s e s   r eg r es s io n   a n al y s i s   to   c h o o s e  m o r e  en er g y - e f f ic ien t   s e n s o r   n o d es.  C E J I C S  attain s   th e  m i n i m al  en d - to - en d   laten c y   ac r o s s   v ar y i n g   s e n s o r   n o d e   co u n ts ,   d em o n s tr ati n g   its   ef f icie n c y   i n   r ed u cin g   tr an s m i s s io n   late n c y   co m p ar ed   to   I E C C   an d   S A T S.           Fig u r e  6 .   P er f o r m a n ce   an al y s i s   o f   en d - to - e n d   d ela y   co m p ar i s o n s       3 . 2 . 4 .   Net w o rk   life t i me   T h e  p e r io d   b etw ee n   d ep lo y m en t  an d   th e  lo ca tio n   w h er e  t h e  n et w o r k   is   n o   lo n g er   o p e r atio n al  is   r ef er r ed   to   as th e  n et w o r k   li f et i m e  as  g i v en   i n   ( 1 6 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E l  C o n tr o l         E n erg y - efficien t c erti fica teles s   s ig n cryp tio n   fo r   s ec u r e  d a ta   t r a n s fer in   …  ( P a r u va th a va r d h in i J a g a n a th a n )   1093   = ∗ [   −  ]   ( 1 6 )     w h er e  ‘ ’   d en o tes  a  n et w o r k   life ti m e,   ‘ ’   is   t h e  s e n s o r   h u b s   n u m b er s ,   ‘   ’   is   t h e  ti m e  o f   d ep lo y m e n t   an d   ‘  ’   r ep r esen ts   t h e  ti m e  w h e n   th e  n et w o r k   i s   n o n - f u n c tio n a l.  I t is co m p u ted   in   m ill is ec o n d s   ( m s ) .     T h e  n et w o r k   l if et i m e  i m p r o v e m en t  is   d ep icted   in   Fi g u r e  7 .   I n   co m p ar is o n   to   I E C C   [ 2 1 ]   an d   S A T S  [ 2 2 ] ,   th e  C E J I C S  ap p r o ac h   im p r o v es  th e  n et w o r k   lif et i m e  b y   1 9 %  an d   2 9 %,   r esp ec tiv el y .   C E J I C S  s ig n if ica n tl y   ex ten d s   n et w o r k   li f eti m e  co m p ar ed   to   I E C C   [ 2 1 ]   an d   S A T S  [ 2 2 ] ,   en s u r i n g   b etter   en er g y   ef f icie n c y   a n d   p r o lo n g ed   o p er atio n   in   W SNs .           Fig u r e  7 .   Net w o r k   l if et i m e  o f   th r ee   tech n iq u e s       3 . 3 .    Dis cus s io n   T h e  p r o ce s s   is   cr iticall y   i m p o r tan t  to   p r eser v e   th e   v al id it y   o f   th e  f i n d in g s   ac c u m u lated   an d   t o   p r ev en t   d is to r tio n s   o f   k n o w led g e  i n   t h e  s cie n ti f ic  f ie ld .   Qu alit y   a n d   ac cu r ac y   o f   r esu lt s   ar e  th e  f o u n d atio n   o f   g o o d   r esear ch ;  n o n et h ele s s ,   id en ti f ic atio n   o f   o b v io u s   f r a u d   o r   m is c o n d u ct  p o s es  a  f o r m id ab le  task .   I n v esti g ato r s   m a y   b ias  d ata  o r   m et h o d o lo g ies,  an d   th is   m ak e s   it  n ec es s ar y   to   p u t  m ea s u r es  th a t  ch a m p io n   r esear ch   in te g r it y   i n   p lace .   P ee r   r ev ie w   is   a  b asic  ele m en t  o f   q u a lit y   co n tr o l  s in ce   it  lets   k e y   r esear ch er s   s cr u tin ize  s tr ateg ie s ,   ca lcu latio n s ,   a n d   o u tco m e s .   Ag ain ,   in d ep en d e n t  r ep licatio n   co n f ir m s   t h e  o u tco m e,   o r   o f f er s   a  d eg r ee   o f   c h ec k ,   o n   th e s e  s tu d ie s .   E n s u r i n g   o p en   ac ce s s   to   d ata  a n d   ex p r es s in g   m et h o d o lo g ies  al s o   h elp s   i n   f i n d in g   d is cr ep an c ies   an d   b u ild s   cr ed ib ilit y   i n   t h e  f in d in g s .   W id esp r ea d   i m p le m e n tatio n   o f   m e as u r es  e n s u r i n g   r esp o n s ib ilit y   an d   s k ep tici s m   h elp s   to   m in i m ize  th r ea ts   f r o m   f r au d - r elate d   ac tiv itie s .   T h u s ,   b y   co m b i n in g   th ese  ap p r o ac h es,  th e  r esear ch   co m m u n it y   w il l  b e  c ap ab le  o f   in cr ea s in g   th e  r elia b ilit y   an d   ef f ec tiv e n e s s   o f   its   f i n d in g s ,   p r o tectin g   s cien ce   an d   s o ciet y   f r o m   in ac c u r ate  r esu lt s .   I t w ill  b e  n ec ess a r y   f o r   f u t u r e  w o r k   to   ad h er e  to   th ese  p r in cip les  to   ex p an d   th e  r esear c h   an d   m ain t ain   its   cr ed ib ilit y .       4.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r o p o s ed   a   n e w   C E J I C S  tech n iq u e  to   in cr ea s e  W SNs ’   s u s tai n ab ilit y   a n d   s ec u r e  d ata   tr an s f er .   T h e  a p p r o ac h   in teg r a tes  Gau s s ia n   lik eli h o o d   ce n s o r ed   r eg r ess io n   f o r   s elec tin g   h i g h - e n er g y - ef f icie n t   n o d es  w i th   m i n i m al  p ac k et  d r o p   an d   d elay ,   an d   R C J I C S  f o r   en s u r in g   s ec u r e  co m m u n icat io n   th r o u g h   d eter m in i s tic  co n g r u e n tial  k e y   g en er at io n ,   s ig n cr y p tio n ,   an d   u n s ig n cr y p tio n .   Si m u lat io n   r esu lt s   s h o w   th a t   C E J I C S  ca n   g r ea tl y   o u tp er f o r m   t h e  o th er   m eth o d s   n a m el y ,   I E C C   an d   S A T S  w it h   a n   av er ag e  p ac k et  d eli v er y   r atio   o f   9 3 %,  m i n i m u m   o f   7 %   P DR ,   2 2 % d ela y ,   1 7 % o v er h e ad ,   1 5 % sav in g   i n   e n er g y   co n s u m p tio n ,   an d   1 0 %   en h a n ce m en t o f   n et w o r k   lif et i m e.   T h ese  v al u es a n d   co m p ar i s o n s   p r o v e  th at  C E J I C S is   ef f e ctiv e  i n   o p ti m izi n g   s ec u r it y   a n d   en er g y   e f f icien c y   in   W SNs .   Fu tu r e  w o r k   ca n   b e  th e  ad d itio n   o f   m o r e  s ec u r it y   attr ib u tes to   p r o tect  d ata  ad d itio n all y .   A d d it io n al l y ,   in te g r atio n   o f   en er g y   h ar v e s t in g   in   th e  c u r r en t a r c h itect u r e  w o u ld   i m p r o v e  t h e   p o w er   m a n ag e m e n t  ca p ab ilit i es  an d   ex ten d   t h e  li f esp a n   o f   t h e  n et w o r k ,   m a k i n g   W SNs   q u ite  s u s tain ab le  a n d   r esil ien t i n   r ea l - w o r ld   ap p licat io n s .       ACK NO WL E D G M E NT S   T h e  au th o r   w o u ld   also   lik e  t o   ex p r ess   s in ce r e  t h an k s   to   Dr .   R .   Su d ar m a n i  f o r   co n tr i b u tin g   h er   k n o w led g e  to   th i s   s t u d y .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.