KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제18권6호
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pp.1462-1477
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2024
With the evolving complexity of connected vehicle features, the volume and diversity of data generated during driving continue to escalate. Enabling data sharing among interconnected vehicles holds promise for improving users' driving experiences and alleviating traffic congestion. Yet, the unintentional disclosure of users' private information through data sharing poses a risk, potentially compromising the interests of vehicle users and, in certain cases, endangering driving safety. Federated learning (FL) is a newly emerged distributed machine learning paradigm, which is expected to play a prominent role for privacy-preserving learning in autonomous vehicles. While FL holds significant potential to enhance the architecture of the Internet of Vehicles (IoV), the dynamic mobility of vehicles poses a considerable challenge to integrating FL with vehicular networks. In this paper, a novel clustered FL framework is proposed which is efficient for reducing communication and protecting data privacy. By assessing the similarity among feature vectors, vehicles are categorized into distinct clusters. An optimal vehicle is elected as the cluster head, which enhances the efficiency of personalized data processing and model training while reducing communication overhead. Simultaneously, the Local Differential Privacy (LDP) mechanism is incorporated during local training to safeguard vehicle privacy. The simulation results obtained from the 20newsgroups dataset and the MNIST dataset validate the effectiveness of the proposed scheme, indicating that the proposed scheme can ensure data privacy effectively while reducing communication overhead.
지능형 교통 시스템(ITS) 구축을 위한 기반 기술 중 하나인 차량통신망은 다수의 차량들이 무선 통신을 기반으로 자율적으로 네트워킹을 형성하는 차세대 네트워킹 기술이다. 현재 차량통신망과 관련된 많은 연구들이 활발히 진행되고 있으며 이 중에서도 특히 차량의 높은 이동성을 지원하기 위한 기법들이 많은 관심을 받고 있다. 기존의 호스트 기반 IP 이동성 관리 기법의 경우 이동성 관리에 따른 부하가 이동 단말에서 야기되는 문제가 있다. 따라서 이와 같은 문제를 해결하기 위해 망 기반 이동성 관리 기법인 PMIPv6(Proxy Mobile IPv6)가 제안되었다. PMIPv6는 단말의 이동성 관리 부하를 줄이고 이동성 관리 지연 시간을 줄임으로써 차세대 이동성 관리 기법으로 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 고속의 이동성과 원거리 이동 범위를 가지는 차량통신망에서 PMIPv6 구현을 위한 시나리오를 도출하고 이를 가능하게 하는데 필수적으로 요구되는 LMA(Local Mobility Anchor)간 핸드오버 기법을 제안한다. 또한 ns-2를 이용한 제안 기법의 구현을 통하여 제안 기법의 동작성을 증명하였다.
축류 팬(axial fan)은 팬이 회전하면서 작은 압력 상승을 만들어 다량의 공기를 불어주는 유체 기계로써 최근 축류 팬의 소음 저감이 중요하게 인식되고 있다. 본 연구는 팬 주위의 유동 소음을 해석하는 MPI 병렬프로그램 방법 및 최적화 기법에 대해 다룬다. 이때 수억 개 이상의 격자에서 수만 포인트의 소음원을 해석하기 위해서 2차원 도메인 분할 방법을 사용해서 MPI 병렬화를 하였다. 이때 대규모 계산 시 MPI 프로세스 간의 통신이 많이 발생하여 성능이 심각하게 느려지는 현상이 발생한다. 이를 극복하기 위해 MPI 일방향 통신을 적용하였다. 뿐만 아니라 통신 및 메모리 최적화 방법을 통해 최대 2.97배 향상시켰다. 마지막으로 KISTI 타키온2 슈퍼컴퓨터를 활용하여 전체 시뮬레이션 실험에서 유동 계산 시 6,144코어에서 최대 12배, 소음 계산 시 128코어에서 최대 6배의 성능향상을 달성하였다.
근접한 차량으로부터 수신한 브로드케스트 메시지는 운전자와 승객의 생명과 직간접적으로 연관이 있는 메시지를 포함하고 있기 때문에 VANET에서 보안 통신은 주요 과제 중 하나가 되어 왔다. 이 때문에 보안 통신에 대한 다양한 기법들이 제안되어 왔다. 하지만, 그 기법들의 대부분은, 직접적으로 관련되지 않는 즉 방치된, RSU를 신뢰해야 한다는 가정에 기반을 두고 있다. 본 논문은 RSU를 신뢰할 필요가 없는 보안 통신 기법을 제안하며 사용자의 익명성을 위태롭게 하는 것 없이 서버에 지워지는 부담을 평균적으로 나누기 위하여 그룹핑 기술을 적용하였다. 게다가 본 논문에서는 상대적으로 낮은 하드웨어 성능을 요구하는 보안 요구 사항을 만족시키기 위하여 완전 집합(Complete set)을 설계하였다. 마지막으로 본 논문은 보안 요구사항, 통신 오버헤드, 저장 용량, 그리고 네트워크 성능 측면에서 제안한 기법을 평가하였다.
최근 풍력 발전 단지가 대형화 해상화됨에 따라 이를 모니터링하고 제어하기 위한 통신망의 중요성이 높아지고 있다. 본 논문에서는 해상 풍력 단지에서 사용하는 기존 Ethernet 기반의 통신망의 문제점인 지연시간, 데이터 처리 오버헤드 및 풍력 발전기간 데이터 전송의 공평성 문제를 해결하기 위하여 EPON(Ethernet Passive Optical Network) 기반의 통신망 구조를 제안하고 성능 평가를 수행한다. 제안한 구조는 OLT(Optical Line Terminal)를 중앙 제어 센터에 설치하고 해상의 풍력 발전기에 ONU(Optical Network Unit)를 설치하여 점 대 다점 통신망을 구성하는 토폴로지이다. EPON 기반 토폴로지는 수동소자를 사용함으로써 망 구성 비용이 저렴하고 관리가 용이하며 높은 신뢰성과 데이터 전송의 공평성을 보장할 수 있다. 제안한 통신망 구조의 성능을 평가하기 위하여 OPNET Modeler를 이용하여 IEC 61850 표준을 기반으로 한 풍력단지를 모델링한다. 시뮬레이션 결과는 기존 이더넷 기반의 통신망과 지연시간, 오버헤드 및 전송의 공평성 관점에서 비교 분석한다.
Kim, Jung-Tae;Kim, In-Soo;Lee, Keon-Ho;Kim, Yong-Hyun;Baek, Chul-Ki;Lee, Kyu-Taek;Min, Hyoung-Bok
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제4권4호
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pp.559-565
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2009
Power dissipation during scan testing is becoming an important concern as design sizes and gate densities increase. The high switching activity of combinational circuits is an unnecessary operation in scan shift mode. In this paper, we present a novel architecture to reduce test power dissipation in combinational logic by blocking signal transitions at the logic inputs during scan shifting. We propose a unique architecture that uses dmuxed scan flip-flop (DSF) and transmission gate as an alternative to muxed scan flip-flop. The proposed method does not have problems with auto test pattern generation (ATPG) techniques such as test application time and computational complexity. Moreover, our elegant method improves performance degradation and large overhead in terms of area with blocking logic techniques. Experimental results on ITC99 benchmarks show that the proposed architecture can achieve an average improvement of 30.31% in switching activity compared to conventional scan methods. Additionally, the results of simulation with DSF indicate that the powerdelay product (PDP) and area overhead are improved by 28.9% and 15.6%, respectively, compared to existing blocking logic method.
Syafalni, Alfin;Samsudin, Azman;Jaafar, Yazid;Omar, Mohd. Adib
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제6권12호
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pp.3366-3383
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2012
Reliance on the Internet has introduced Voice over Internet Protocol (VoIP) to various security threats. A reliable security protocol and an authentication scheme are thus required to prevent the aforementioned threats. However, an authentication scheme often demands additional cost and effort. Accordingly, a security framework for known participants in VoIP communication is proposed in this paper. The framework is known as Randomness-Optimized Self-Securing (ROSS), which performs authentication automatically throughout the session by optimizing the uniqueness and randomness of the communication itself. Elliptic Curve Diffie-Hellman (ECDH) key exchange and Salsa20 stream cipher are utilized in the framework correspondingly to secure the key agreement and the communication with low computational cost. Human intelligence supports ROSS authentication process to ensure participant authenticity and communication regularity. The results show that with marginal overhead, the proposed framework is able to secure VoIP communication by performing reliable authentication.
기존 무선 센서 네트워크에서의 클러스터 기반 라우팅 기법은 첫째, 임의의 헤더 선출로 인하여, 일부 클러스터에 노드가 편중되는 문제점이 발생한다. 둘째, 실제 환경에서의 통신 범위를 고려하지 않기 때문에, 라우팅 경로의 신뢰도가 저하된다. 마지막으로, 헤더 선정을 위해 모든 센서 노드 정보를 전송하기 때문에, 데이터 전송 오버헤드가 증가한다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 메시지 수신 성공률을 이용한 클러스터 기반 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안하는 기법용 첫째, 노드 편중도를 해결하기 위하여 노드의 밀집도 및 연결성을 이용하여 클러스터 헤더를 선정하고, 분할 및 병합을 수행한다. 둘째, 라우팅 경로의 신뢰도 향상을 위하여, 실제 환경에 적용 가능한 메시지 수신 성공률을 기반으로 데이터 전송 경로를 설정한다. 마지막으로 데이터 전송 오버헤드의 감소를 위하여, 모든 센서 노드는 자신의 이웃 노드 정보만을 이용하여 헤더 선정 및 클러스터 구성 작업을 수행한다.
Harum, Norharyati;Hamid, Erman;Bahaman, Nazrulazhar;Ariff, Nor Azman Mat;Mas'ud, Mohd Zaki
International Journal of Computer Science & Network Security
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제21권12호
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pp.1-8
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2021
In Mobile Ad-Hoc Network (MANET) Application, routing protocol is essential to ensure successful data transmission to all nodes. Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) Protocol is a reactive routing protocol that is mostly used in MANET applications. However, the protocol causes Route Request (RREQ) message flooding issue due to the broadcasting method at the route request stage to find a path to a particular destination, where the RREQ will be rebroadcast if no Request Response (RREP) message is received. A scalable neighbor-based routing (SNBR) protocol was then proposed to overcome the issue. In the SNBR protocol, the RREQ message is only rebroadcast if the number of neighbor nodes less than a certain fix number, known as drop factor. However, since a network always have a dynamic characteristic with a dynamic number of neighbor nodes, the fix drop factor in SNBR protocol could not provide an optimal flooding problem solution in a low dense network environment, where the RREQ message is continuously rebroadcast RREQ message until reach the fix drop factor. To overcome this problem, a new broadcasting method as Dynamic SNBR (DSNBR) is proposed, where the drop factor is determined based on current number of neighbor nodes. This method rebroadcast the extra RREQ messages based on the determined dynamic drop factor. The performance of the proposed DSNBR is evaluated using NS2 and compared with the performance of the existing protocol; AODV and SNBR. Simulation results show that the new routing protocol reduces the routing request overhead, energy consumption, MAC Collision and enhances end-to-end delay, network coverage ratio as a result of reducing the extra route request messages.
In order for all participants at video conference to communicate mutually, the conference key should be necessary. In this paper, we present the communication protocol that generates a conference key efficiently based on $(\upsilon,\kappa,\lambda)$-configuration, one class of block designs, which minimizes message transmission overhead needed for this key. Especially, in the case of ${\lambda}=1$, the protocol requires only $O(\sqrt[v]{v})$ messages, where v is the number of participants.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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