Group key exchange protocol based on diffie hellman technique in Ad hoc Network

Abstract

ABSTRACT: During last decade, wireless ad hoc networks have been widely used for communication, transferring data or sharing some information for specific members. Nowadays security protocols play a fundamental role to provide a level of security for wireless local area networks (WLAN). Moreover, one of the most important issues to improve security by help of cryptography algorithms is generating a common key among participants to intercommunicate securely. The aim of thesis is creating a common secret key by means of Diffie Hellman (DH) technique, so the contributory group key exchange protocol is established in order to perform efficiently in context of ad hoc. To this aim, some analysis on Biswas’s protocol (G. Biswas, IET Information Security, March 2008) and Tseng’s protocol (Y.-M. TSENG and T.-Y. WU, INFORMATICA International Journal, April 2010) are done. Tseng’s protocol fails to establish a common key in some situations, when the key generated by DH technique is not invertible. Thus, it is modified in order to fix the problem and achieve better performance in view of the computational cost for the proposed Tseng’s modified protocol. Furthermore, theoretical analysis shows that computational cost in Tseng’s modified protocol for each participant and the controller is decreased about 1.5 and 3 times in comparison with Tseng’s protocol respectively. Tseng modified protocol is implemented and is tested for ad hoc WLAN with 3, 4, and 5 nodes. Keywords: ad hoc, Wireless Local Area Network (WLAN), Network Security, Diffie Hellman Key Exchange (DH Key Exchange), Group Key Exchange (GKE), Tseng’s protocol. ………………………………………………………………………………………………………………………… ÖZ: Son yıllarda, kablosuz özel amaca yönelik ağlar iletişim, veri aktarımı veya bilgi paylaşımı için belirli kullanıcılar tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde güvenlik protokolleri, kablosuz yerel ağlarda (WLAN) güvenliği sağlamak için temel bir rol oynamaktadırlar. Ayrıca, şifreleme algoritmaları yardımıyla iletişimde güvenliğini artırmak için, kullanıcılar arasında ortak bir anahtar oluşturmak önemli konulardan biridir. Bu tezin amacı, Diffie Hellman(DH) tekniğini kullanarak gizli ortak bir anahtar yaratılmasıdır, böylece ad hoc ağlarda verimi artırmak için grup anahtar değiştirme protokolü oluşturulmuştur. Bu amaç için, Biswas protokolüne ve Tseng protokolüne bazı analizler yapılmıştır. DH tekniği ile üretilen anahtar tersi alınabilir olmadığı için, bazı durumlarda, Tseng protokolü ortak anahtar oluşturmada başarısız olur. Bu sorunu çözmek ve hesaplama maliyetini iyileştirmek için, Tseng protokolünün modifiyesi yapılmıştır. Ayrıca teorik analizler göstermiştir ki, modifiyi edilen Tseng protokolü original Tseng protokolü ile karşılaştırıldığında, her bir katılımcı ve kontrolcü için, hesaplama maliyetinde 1.5 ve 3 kez azalma olduğu görülmüştür. Modifiye edilen Tseng protokolü 3, 4, ve 5 düğümden oluşan özel amaca yönelik kablosuz ağlarda test edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Özel amaca yönelik ağlar, Kablosuz Yerel Alan Ağı (WLAN), Ağ Güvenliği, Diffie Hellman Anahtar Değişimi (DH Key Exchange), Grup Anahtar Değişimi (GKE), Tseng Protokolü.