اختصاص منابع و انتقال محاسبات همراه با امنیت داده ها برای رایانش سیار مرزی
چکیده
با رشد قابل توجه کاربران سیار (MU) و دستگاه های اینترنت اشیا (IoT)، برنامه های پیچیده و سرویس های چند رسانه ای به سرعت در حال افزایش هستند و در نتیجه نیازمند محاسبات بیشتر و تبادل زیاد داده ها می باشند. با این حال، این دستگاه ها همواره دارای محدودیت منابع، توان و انرژی هستند. علاوه بر این، امنیت به عنوان مساله ای حیاتی برای انتقال داده های حساس در نظر گرفته می شود. این مطالعه یک مدل چند کاربری اختصاص منابع و انتقال محاسبات را همراه با امنیت داده ها به منظور بررسی محدودیت های چنین دستگاه هایی ارائه می کند. اول، محاسبات و منابع رادیویی به طور مشترک برای سناریوهای چند کاربری در نظر گرفته می شوند تا بهره گیری کارآمد منابع مشترک تضمین شود. علاوه بر این، تکنیک رمزنگاری AES به عنوان یک لایه امنیتی برای حفاظت از اطلاعات حساس در مقابل حملات سایبری معرفی می شود. علاوه بر این، یک مدل یکپارچه که به طور مشترک امنیت، انتقال محاسبات و اختصاص منابع را در نظر می گیرد، برای حداقل کردن مصرف زمان و انرژی کل سیستم ایجاد می شود. در نهایت نیز یک الگوریتم انتقال همراه با فرآیندهای کامل توسعه داده می شود تا تصمیم بهینه انتقال محاسبات برای کاربران سیار تعیین شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که مدل و الگوریتم پیشنهادی می توانند به طور قابل توجهی عملکرد کل سیستم را در مقایسه با روش های اجرای محلی و انتقال کامل بهبود دهند.
1. مقدمه
در سال های اخیر توسعه شبکه سیار و فناوری بی سیم منجر به کاربردهای مختلف سیار و سرویس های چند رسانه ای همانند بازی های ویدیویی، تشخیص چهره ، واقعیت افزوده ، مراقبت از سلامتی و پردازش زبان طبیعی شده است [1,2]. علاوه بر این، بیشتر این کاربردها و سرویس ها به طور معمول نیازمند محاسبات عظیم و پردازش زیاد هستند به طوری که به دلیل محدودیت منابع با دستگاه ها قابل مقایسه نیستند [3-5].
رایانش سیار ابری به عنوان راهکار مهمی در نظر گرفته می شود که محدودیت های کاربران سیار را در نظر می گیرد، به طوری که محاسبات عظیم برنامه های سیار به یک ابر مرکزی از طریق یک کانال بی سیم منتقل می شوند تا بار کاهش یابد و طول عمر باتری افزایش یابد [6-9]. با این وجود، تاخیر زیاد یکی از معایب اصلی رایانش ابری متمرکز است به طوری که کاربران سیار ممکن است زمان زیادی را برای انتقال داده ها با تاخیر صرف کنند و در مسیریابی کاربردهای لحظه ای با مشکل مواجه شوند [10]. علاوه بر این، امنیت به عنوان چالش آشکار دیگری از الگوی ابر وجود دارد که داده های برنامه ها و سرویس ها نسبت به تهدیدات مختلف در طی انتقال ابری آسیب پذیر هستند.
Abstract
With the considerable growth of mobile users (MUs) and IoT devices, complex applications and multimedia services are rapidly increasing, thereby requiring additional computations and high data communication. However, these devices are still resource-constrained with limited computation power and energy. Furthermore, security is considered a critical issue for sensitive information communication. This study presents a multiuser resource allocation and computation offloading model with data security to address the limitations of such devices. First, the computation and radio resources are jointly considered for multiuser scenarios to guarantee the efficient utilization of shared resources. In addition, an AES cryptographic technique is introduced as a security layer to protect sensitive information from cyber-attacks. Furthermore, an integrated model, which jointly considers security, computation offloading, and resource allocation, is formulated to minimize time and energy consumption of the entire system. Finally, an offloading algorithm is developed with detailed processes to determine the optimal computation offloading decision for MUs. Simulation results show that our model and algorithm can significantly improve the performance of the entire system compared with local execution and full offloading schemes.
1. Introduction
In recent years, mobile network and wireless technology development has resulted in various powerful mobile applications and multimedia services, such as video games, face recognition, augmented reality, healthcare, and natural language processing [1,2]. In addition, most of these applications and services typically require intensive computation and high processing, which are incompatible with devices due to their limited resources [3– 5].
Mobile cloud computing is considered a prominent solution that address the limitations of mobile users (MUs), in which mobile applications’ intensive computations will be offloaded to a centralized cloud via a wireless channel to mitigate the load and extend the battery life [6–9]. However, high latency is one of the main shortcomings of centralized cloud computing, in which the MUs may take a long time for lagged data transmission and have difficulty addressing real-time applications [10]. Moreover, security is considered another evident challenge of the cloud paradigm, in which the applications’ data and services are vulnerable to different threats during cloud transmission.
نکات مهم
چکیده
1. مقدمه
2. کارهای مرتبط
1). به حداقل رساندن مصرف انرژی
2). به حداقل رساندن تاخیر
3). به حداقل رساندن انرژی و تاخیر
4). به حداکثر رساندن عملکرد یا بهره برداری از سیستم
5). امنیت
3. مدل سیستم
3-1 مدل ارتباطات
3-2 مدل محاسبات
3-3 مدل امنیت
3-4 شکل گیری مساله
4. طرح الگوریتم
5. نتایج شبیه سازی و بحث
6. نتیجه گیری ها
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Related work
(1) Minimize energy
(2) Minimize latency
(3) Minimize energy and latency
(4) Maximize revenue or system utility
(5) Security
3. System model
3.1. Communication model
3.2. Computation model
3.3. Security model
3.4. Problem formulation
4. Algorithm design
5. Simulation results and discussion
6. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه