علوم و فناوری های پدافند نوین
سال:1398 | دوره:10 | شماره:4 |تعداد مقالات:11

در این مقاله، یک آنتن جدید و کم حجم از نوع شکاف به شکل حلقوی تکه ای با قابلیت سوئیچ فرکانسی در حالت های باند باریک و پهن باند به منظور کاربرد در شبکه های بی سیم ارائه شده است. قابلیت تنظیم فرکانسی به ویژه از حالت های پهن باند به باند باریک به طور قابل ملاحظه ای می تواند باعث مصون ماندن سامانه از اختلال و نویز گردد. در این آنتن، با قرار دادن دیودهای پین روی یک شکاف نسبتا پهن، برای نخستین بار ترکیبی از دو حالت پهن باند و شش حالت باند باریک ایجاد شده است. شکاف در صفحه زمینی به ابعاد 36×33 ایجاد شده است. محدوده فرکانسی ضرایب انعکاس اندازه گیری شده به ازای 10-< S11 برای حالت پهن باند اول در بازه GHz 48/5-47/3 و برای حالت پهن باند دوم در بازه GHz 37/7-2/5 است. محدوده عملکرد حالت های باند باریک نیز از GHz 3-61/2 برای تشدید اول و GHz 5/5-4/88 برای تشدید دوم است. از آنتن پیشنهادی می توان برای کاربردهایی مانند WLAN IEEE 802. 11a (GHz 8/5-5/1)، WiMAX (GHz 2/8-2/5)، زیر باندهای طیف فوق پهن باند مانند (GHz 5-3/5) و (GHz 6/5-5) و نیز رادارهای باند C بهره برد.

یکی از مهم ترین بخش های سامانه لورن، مولد سیگنال ارسالی است که نقش آن تولید پالس های با توان بالا و شکل موج استاندارد است و برای ساخت آن روش های متعددی وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از تقویت کننده های سوئیچنگ مبتنی بر مدولاسیون عرض پالس(PWM) است. در این مقاله اصلاح تقویت کننده های PWM ساده به تقویت کننده های PWM چندسطحی (با تعداد سطوح بهینه) جهت به کارگیری در فرستنده های لورن مورد توجه است. به همین منظور برای ایجاد توان MW1 از سه تا یازده سطحPWM با استفاده از 16 بلوک تقویت کننده کلاس D با ثابت نگه داشتن تعداد المان های قدرت و در نظر گرفتن شرایط و ملاحظات پیاده سازی سخت افزاری شبیه سازی شده است. بر اساس نتایج شبیه سازی ها در بهترین حالت (11 سطحی) حداکثر خطای عبور از صفر در نیم سیکل چهارم تا دوازدهم ns6/16و پهنای باند آن kHz5 است. همچنین MMSE و حداکثر خطای نقاط اوج در هشت نیم سیکل اول به ترتیب 0/009 و 0/02221 است که استانداردهای موردنیاز را تامین می کند.

روش های موقعیت یابی بر مبنای فرکانس رادیویی مانند روش زمان ورود سیگنال (TOA)، اختلاف زمان ورود سیگنال (TDOA)، زاویه ورود سیگنال (AOA)، سطح قدرت سیگنال دریافت شده (RSSI) و ترکیب آن ها امروزه مورد توجه پژوهشگران قرار دارد. در شبکه های حسگری مانند شبکه ایستگاه های پایه تلفن همراه، از روش های زمانی به منظور موقعیت یابی استفاده می گردد. امروزه برای مقاصد امنیتی، استانداردهایی به منظور بالا بردن دقت موقعیت یابی در شبکه های تلفن همراه نوشته شده است. یکی از کمیت های تاثیرگذار بر دقت موقعیت یابی، چینش گیرنده های موقعیت یاب است. در این مقاله با مقایسه دو روش اصلی بر مبنای زمان یعنی زمان ورود سیگنال و اختلاف زمان ورود سیگنال، و تفکیک کمیت نویز به دو بخش طبیعی و غیرطبیعی، راه کاری در جهت بهبود دقت موقعیت یابی پیشنهاد شده است. در حقیقت با بررسی بخش غیرطبیعی نویز و محاسبه این مقدار در سطح مورد نظر به منظور موقعیت یابی، روش مناسب جهت موقعیت یابی در زیر بخش های مورد نظر مشخص شده و موقعیت یابی انجام گرفته است.

بازشناسی کور پارامترهای کدهای تصحیح خطای مستقیم از روی رشته بیت دریافتی در سمت گیرنده، در کاربردهای نظامی و تجاری بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در واقع شناسایی طرح کدینگ استفاده شده در فرستنده بدون هیچ گونه اطلاعات قبلی، یک عمل چالشی است که توسط دشمن انجام می گیرد. ازآنجایی که برای شنود نیاز به کد برداری بیت های کدشده در مبدا است، لازم است ابتدا مشخصات کد استفاده شده توسط دشمن شناسایی گردد. یکی از این مشخصات طول کد و نیز طول بیت های توازن مورد استفاده است. روش های مختلفی برای بازشناسی کور کدهای تصحیح خطای کانال ارائه گردیده است. در این مقاله سعی بر این است تا روشی آماری برای بازشناسی طول کلمه کد و طول بلوک اطلاعات ارائه شود که ضمن مقاومت نسبت به افزایش خطا، عملکرد آن با افزایش طول کد نیز کاهش نیابد. بدین منظور با استفاده از برخی الگوریتم های خوشه بندی ازجمله الگوریتم K-Means و الگوریتم Jenks Natural Breaks و درنهایت با ارائه یک الگوریتم ابتکاری به بررسی این موضوع برای کدهای بلوکی خطی باینری سامانمند پرداخته می شود. نتایج شبیه سازی در نرم افزار متلب نشان می دهند که روش های پیشنهادی در این مقاله علاوه بر پیچیدگی محاسباتی پایین و سرعت اجرای بالا، نتایج مطلوبی در شناسایی پارامترهای کدهای بلوکی سامانمند با طول های بلند و درصد بالایی از خطا را دارند.

با توجه به آن که دسترسی های متعدد به حافظه زمان بر هستند، پردازنده ها از یک حافظه کوچک به نام حافظه نهان (Cache) به منظور بهینه سازی در زمان اجرا استفاده می کنند. وجود حافظه نهان منجر به ایجاد تغییرات زمانی در اجرای یک برنامه شده و یکی از مهم ترین منابع نشت اطلاعات کانال جانبی زمان محسوب می شود. حمله Flush+Reload دسته ای از حملات کانال جانبی مبتنی بر حافظه نهان است که از مهم ترین ویژگی های این حمله می توان به شناسایی دسترسی به یک خط حافظه خاص و مورد هدف بودن پایین ترین سطح حافظه نهان (LLC) اشاره کرد که این ویژگی ها منجر به افزایش دقت در حمله و کاربردی بودن آن می شود. در این مقاله یک حمله جدید Flush+Reloadاز نوع متن انتخابی، بر روی پیاده سازی الگوریتم رمزنگاری استاندارد AES که در کتابخانه OpenSSl پیاده سازی شده، ارائه شده است. درحالی که حمله پیشین Flush+Reload بر روی AES نیاز به حدود 400. 000 عمل رمزنگاری دارد، در حمله ارائه شده در این مقاله مهاجم می تواند با مشاهده تنها حدود 100 عمل رمزنگاری کلید را به صورت کامل بازیابی کند. حمله توصیف شده در این مقاله به صورت عملی پیاده سازی شده و نتایج عملی صحت حمله را تائید می کند.

آهنگ رشد بدافزارها در سال های اخیر به صورت فزآینده ای افزایش یافته است. همچنین رفتار بدافزارهای جدید در حال مبهم تر شدن و پیچیده تر شدن است. این مقاله ضمن تشریح روش های موجود برای تشخیص بدافزار به صورت خاص بر روی تشخیص زودهنگام حملات تزریق کد و کتابخانه متمرکز شده است. بدافزارهای نوین با تزریق کد بدخواه در فایل باینری و یا حافظه اجرایی برنامه های مجاز سعی در مبهم سازی و مخفی سازی رفتار خود دارند. روش پیشنهادی این مقاله با داده کاوی در حجم انبوه بدافزار، زنجیره فراخوانی های رفتار مخرب تزریق کد/کتابخانه را به وسیله نصب قلاب های شنودگر در فضای هسته سیستم عامل استخراج و بر اساس تابع رگرسیون خطی مدل سازی می کند. روش پیشنهادی برای تشخیص زود هنگام حمله از یادگیری مبتنی بر قواعد انجمنی بر اساس الگوریتم Apriori استفاده می کند و قادر است حملات را قبل از کامل شدن و از بین رفتن کنترل جریان اجرایی برنامه قربانی تشخیص دهد. همچنین روش پیشنهادی می تواند از وقوع حمله با انسداد فراخوانی ایجاد نخ راه دور جلوگیری کند. در انتها این مقاله دقت روش پیشنهادی خود در تشخیص بدافزارهای کلاس تزریق کننده را با مجموعه داده جمع آوری شده از مراجع معتبر ارزیابی و در شرایط یکسان با ابزارهای ضدبدافزار موجود مقایسه می کند. نتایج ارزیابی نشان می دهد که روش پیشنهادی می تواند با دقت نزدیک به 94% حملات تزریق کد/کتابخانه را تشخیص دهد. همچنین ضریب موفقیت سامانه خود حفاظتی پیشنهادی در مواجهه با حملات تزریق کد/کتابخانه 88/88 سنجش شده است.

ماتریس های یکی از مهم ترین اجزای طراحی در رمزهای قالبی است. یکی از ویژگی های اصلی یک ماتریس برای ساختارهای، سرعت قابل قبول پیاده سازی ماتریس و معکوس آن، ازنظر سخت افزاری است. در این مقاله، نوعی جدید از ماتریس های بلوکی دودویی بنام ماتریس های شبه خودمعکوس استفاده شده است که هزینه پیاده سازی این ماتریس ها و معکوس آن ها برابر است. در ابتدا، با به کارگیری توابع خطی دودویی در ماتریس های خلوت دودویی، یک ماتریس 4×4 شبه خودمعکوس پیشنهاد شده است که هزینه پیاده سازی این ماتریس پیشنهادی برای ورودی 8 بیتی، برابر با 68 یک بیتی است. ماتریس 4×4 پیشنهادی و معکوس آن، پیاده سازی مناسبی از نظر سخت افزاری دارند زیرا ساختار این ماتریس ها، بر اساس ساختارهای است. در ادامه، با استفاده از ساختارهای، یک ماتریس 8×8 شبه خودمعکوس پیشنهاد شده که برای ورودی 8 بیتی، با 320 یک بیتی پیاده سازی شده است. مهم ترین نتیجه این مقاله، پیشنهاد ماتریس8×8 شبه خودمعکوس با هزینه 320 است زیرا بهترین نتیجه برای ساخت ماتریس8×8 با استفاده از الگوریتم های ذاتی و برای ورودی 8 بیتی 392 است. همچنین، با استفاده از ماتریس های مناسب دودویی خلوت، ماتریس4×4 پیشنهاد شده با هزینه برای ورودی بیتی پیاده سازی شده است.

استفاده از زیرساخت ترکیبی انرژی با توجه به پیدایش فناوری های جدید در دهه اخیر توسعه فراوانی یافته است. لذا مدل سازی و بررسی تامین انرژی برای مصرف کننده ها در سطح امنیت قابل قبول امری ضروری محسوب می شود. همچنین لازمه توسعه پایدار در تمامی جهت ها، توسعه و حفظ منابع و زیرساخت ها در برابر حوادث طبیعی و تهدیدات خارجی است. در این پروژه یک مرکز نظامی به صورت ریزشبکه در نظر گرفته شده است و سعی شده تا از زیرساخت شبکه های انرژی مختلف نظیر برق، گاز استفاده شود تا انرژی موردنیاز مجموعه در صورت وقوع حمله تامین شود و همچنین امنیت زیرساخت انرژی افزایش یابد. در این مقاله از شاخص تاب آوری در راستای اهداف پدافند غیرعامل استفاده شده است تا از امنیت انرژی موردنیاز یک مرکز نظامی برآورد دقیقی صورت گیرد. با توجه به نتایج شبیه سازی، براثر وقوع حمله به باس های حیاتی میزان انرژی تامین نشده و هزینه کل به شدت افزایش می یابد. بدین صورت که در ریزشبکه پیشنهادی، هزینه کل تا 6% افزایش پیدا می کند.

گودبرداری فضاهای زیرزمینی، مکان هایی را برای کاربردها پدافندی و نظامی مهیا می کند. پایداری دیواره گودبرداری، یکی از مسائل مهم در زمینه ژئوتکنیک است. ازجمله روش های پایداری دیواره گودبرداری استفاده از مهارهای فولادی است. این مهارها سطح دیواره را به خاک پشت آن می دوزند و بدین طریق پایداری دیواره را فراهم می نمایند. در این پژوهش رفتار دیواره مهارگذاری شده توسط میخکوبی، انکراژ و ترکیبی از میخکوبی و انکراژ در نرم افزار اجزاء محدود Abaqus در برابر بار انفجار، مورد ارزیابی قرارگرفته است. همچنین المان های مسلح کننده در دیواره های مختلف به گونه ای قرار داده شده است که ضریب اطمینان پایداری برابر 5/1 به دست آید. مدل های عددی به گونه ای انتخاب گردیده اند که بهترین طرح برای مقابله با بار دینامیکی ناشی از انفجار مشخص گردد. بار انفجار اعمالی در نرم افزار معادل انفجار 120 کیلوگرم TNT است و این بار در فاصله 3 برابری عمق گود بر روی سطح زمین اعمال گردیده است. هم چنین مدل سازی دیواره پایدارشده به روش تمام انکر، در حالت استاتیکی صحت سنجی شده است. بر اساس نتایج، تغییر شکل تاج دیواره مهارشده پس از انفجار در مدل های مختلف 5 تا 65 برابر به نسبت قبل از انفجار و تغییر شکل اولیه ناشی از بار استاتیکی وارده به دیواره پس از پایان گودبرداری، افزایش یافت. در آنالیز استاتیکی، دیواره ای که صرفا با استفاده از روش میخکوبی (نیل گذاری) پایدار شده، بیش ترین مقدار تغییر شکل را به نسبت سایر مدل ها نشان داد ولی پس از انفجار، بیش ترین مقدار تغییر شکل دیواره، در دیواره پایدارشده به وسیله ترکیبی از انکر و نیل، مشاهده شد. میزان ضریب اطمینان پایداری کلی دیواره میخکوبی شده قبل از انفجار 5/1 بوده و پس ازآن به 01/1 رسید. همچنین انفجار باعث افزایشی تا 110 درصدی تنش در مهارها شده است.

پی های سریع الاحداث به دلیل کاربرد در شرایط بحرانی باید قابلیت حمل و نصب مجدد، وزن کم، مقاومت بالا را دارا باشند. ازاین رو، در این مطالعه، ساخت پی فولادی به دلیل مقاومت و قابلیت شکل پذیری بالا مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش سیستم صفحه و پایه فولادی با استفاده از نرم افزار پلکسیز سه بعدی ارزیابی گردید و پارامترهای طول (L)، تعداد پایه فولادی (N)، ضخامت (t) و ابعاد صفحه (B) مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه از مدل رفتاری موهر کولمب برای مدل سازی رفتار خاک استفاده شده است و شمع ها و پی های فولادی به طول های 200، 300 و 500 میلی متر ارزیابی گردید. نتایج مطالعات عددی نشان داد که نسبت مساحت پایه به صفحه (as) در افزایش ظرفیت باربری پی (q) و کاهش نشست (S) پی بسیار تاثیرگذار است. در این مطالعه، هنگامی که مقدار as از 5 درصد بیشتر باشد، نسبت ظرفیت باربری (BPI) با توجه به افزایش طول، قطر و تعداد شمع افزایش می یابد به نحوی که مقدار BPI برای پی با ابعاد 200 در 200 میلی متر و پی با ابعاد500 در 500 میلی متر در حالت تک شمع نسبت به حالت 4 شمع به ترتیب از 1/01 به 1/8 و از 1/01 تا 1/15 افزایش یافته است.