Le mMIMO sans cellule fait partie de la technologie qui sera intégrée aux futurs réseaux cellulaires ultra-denses 6G pour assurer une connectivité sans fil illimitée et des services omniprésents sensibles à la latence. Cell-Free a suscité l'intérêt des chercheurs car il offre une communication omniprésente avec une large bande passante, un débit élevé, une transmission de données élevée et un gain de signal plus important. Cell-Free élimine l'idée de frontière cellulaire dans la communication cellulaire qui réduit les problèmes fréquents de transfert et d'interférence intercellulaire. Cependant, l'efficacité du protocole d'authentification actuel pourrait devenir un problème sérieux en raison de la nature dynamique de Cell-Free dans des environnements densément distribués, un nombre élevé d'utilisateurs, une mobilité élevée et des échanges de données fréquents. Deuxièmement, une communication sécurisée peut être réalisée dans un tel environnement dynamique au détriment d'une surcharge d'authentification élevée, d'une communication élevée et de coûts de calcul. Pour relever les défis de sécurité ci-dessus, nous avons proposé un protocole d'authentification mutuelle multifactorielle léger pour la communication sans cellule utilisant Deffie Hellman (ECDH) basé sur ECC. Ce système utilise l'horodatage, la fonction de hachage à sens unique, le système Blind-Fold Challenge avec infrastructure à clé publique. Le cryptosystème proposé s'intègre à la technologie blockchain en utilisant la preuve de jalonnement (pos) comme mécanisme de consensus pour assurer l'intégrité, la non-répudiation et la traçabilité. Le système proposé peut mettre en œuvre l'atténuation de plusieurs attaques de sécurité majeures sur les liaisons de communication telles que les attaques par usurpation d'identité, les écoutes clandestines, les problèmes de confidentialité de la localisation des utilisateurs, les attaques par relecture, les attaques par déni de service et les attaques par homme du milieu (MITM), ce qui est l'une des caractéristiques importantes du système. En outre, ce système contribue à réduire les frais généraux d'authentification, de communication et de calcul avec une moyenne de 32,8 %, 52,4 % et 53,2 % de meilleures performances respectivement par rapport aux protocoles d'authentification de base.

Cell-Free mMIMO es una parte de la tecnología que se integrará con las futuras redes celulares ultradensas 6G para garantizar una conectividad inalámbrica ilimitada y servicios ubicuos sensibles a la latencia. Cell-Free despertó el interés de los investigadores, ya que ofrece una comunicación ubicua con gran ancho de banda, alto rendimiento, alta transmisión de datos y mayor ganancia de señal. Cell-Free elimina la idea del límite celular en la comunicación celular que reduce los problemas frecuentes de traspaso e interferencia entre células. Sin embargo, la efectividad del protocolo de autenticación actual podría convertirse en un problema grave debido a la naturaleza dinámica de Cell-Free en una distribución densa, un alto número de usuarios, una alta movilidad y un intercambio de datos frecuente. En segundo lugar, se puede lograr una comunicación segura en un entorno tan dinámico a expensas de una alta sobrecarga de autenticación, altos costos de comunicación y computación. Para abordar los desafíos de seguridad anteriores, propusimos un protocolo ligero de autenticación mutua multifactor para la comunicación Cell-Free utilizando Deffie Hellman (ECDH) basado en ECC. Este esquema utiliza sello de tiempo, función hash unidireccional, esquema Blind-Fold Challenge con infraestructura de clave pública. El criptosistema propuesto se integra con la tecnología blockchain utilizando la prueba de participación (pos) como mecanismo de consenso para garantizar la integridad, el no repudio y la trazabilidad. El esquema propuesto puede hacer cumplir la mitigación de varios ataques de seguridad importantes en los enlaces de comunicación, como ataques de suplantación de identidad, escuchas ilegales, problemas de privacidad de la ubicación del usuario, ataques de repetición, ataques de denegación de servicio y ataques man-in-the-middle (MITM), que es una de las características importantes del esquema. Además, este esquema contribuye a reducir los gastos generales de autenticación, comunicación y computación con un promedio de 32.8%, 52.4% y 53.2% mejor rendimiento respectivamente en comparación con los protocolos de autenticación de referencia.

Cell-Free mMIMO is a part of technology that will be integrated with future 6G ultra-dense cellular networks to ensure unlimited wireless connectivity and ubiquitous latency-sensitive services. Cell-Free gained researchers' interest as it offers ubiquitous communication with large bandwidth, high throughput, high data transmission, and greater signal gain. Cell-Free eliminates the idea of cell boundary in cellular communication that reduces frequent handover and inter-cell interference issues. However, the effectiveness of the current authentication protocol could become a serious issue due to the dynamic nature of Cell-Free in densely distributed, high number of users, high mobility, and frequent data exchange. Secondly, secure communication may be achieved in such a dynamic environment at the expense of high authentication overhead, high communication and computational costs. To address the above security challenges, we proposed a lightweight multifactor mutual authentication protocol for Cell-Free communication using ECC-based Deffie Hellman (ECDH). This scheme utilizes timestamping, one-way hash function, Blind-Fold Challenge scheme with public key infrastructure. The proposed cryptosystem integrates with blockchain technology using proof of staked (POS) as a consensus mechanism to ensure integrity, non-repudiation and traceability. The proposed scheme can enforce the mitigation of several major security attacks on communication links such as spoofing attacks, eavesdropping, user location privacy issues, replay attacks, denial of service attacks, and man-in-the-middle (MITM) attacks, which is one of the significant features of the scheme. Furthermore, this scheme contributes to reducing authentication, communication, and computational overheads with an average of 32.8%, 52.4% and 53.2% better performance respectively as compared baseline authentication protocols.

تعد تقنية mMIMO الخالية من الخلايا جزءًا من التكنولوجيا التي سيتم دمجها مع شبكات 6G الخلوية فائقة الكثافة في المستقبل لضمان الاتصال اللاسلكي غير المحدود والخدمات الحساسة للكمون في كل مكان. اكتسبت تقنية Cell - Free اهتمام الباحثين لأنها توفر اتصالًا واسع النطاق بعرض نطاق ترددي كبير، وإنتاجية عالية، ونقل بيانات عالي، وكسب إشارة أكبر. يلغي الخلوي فكرة الحدود الخلوية في الاتصالات الخلوية التي تقلل من التسليم المتكرر ومشاكل التداخل بين الخلايا. ومع ذلك، يمكن أن تصبح فعالية بروتوكول المصادقة الحالي مشكلة خطيرة بسبب الطبيعة الديناميكية لـ Cell - Free في التوزيع الكثيف، والعدد الكبير من المستخدمين، والتنقل العالي، وتبادل البيانات المتكرر. ثانياً، يمكن تحقيق الاتصال الآمن في مثل هذه البيئة الديناميكية على حساب التكاليف العامة العالية للمصادقة والاتصالات العالية والتكاليف الحسابية. لمواجهة التحديات الأمنية المذكورة أعلاه، اقترحنا بروتوكول مصادقة متبادلة خفيف الوزن متعدد العوامل للاتصال الخالي من الخلايا باستخدام Deffie Hellman (ECDH) القائم على ECC. يستخدم هذا المخطط الطابع الزمني، ووظيفة التجزئة أحادية الاتجاه، ومخطط تحدي الطي الأعمى مع البنية التحتية للمفتاح العام. يتكامل نظام التشفير المقترح مع تقنية البلوك تشين باستخدام إثبات الرهان (POS) كآلية إجماع لضمان النزاهة وعدم الإنكار والتتبع. يمكن للمخطط المقترح أن يفرض التخفيف من العديد من الهجمات الأمنية الرئيسية على روابط الاتصالات مثل هجمات الخداع، والتنصت، ومشاكل خصوصية موقع المستخدم، وهجمات إعادة التشغيل، وهجمات الحرمان من الخدمة، وهجمات الوسيط (MITM)، والتي تعد واحدة من السمات المهمة للمخطط. علاوة على ذلك، يساهم هذا المخطط في تقليل المصادقة والتواصل والنفقات العامة الحسابية بمتوسط أداء أفضل بنسبة 32.8 ٪ و 52.4 ٪ و 53.2 ٪ على التوالي مقارنة ببروتوكولات المصادقة الأساسية.