Работы профессора Рашида Хусcейна и исследователей из Университета Кенессо и Университета Ханьянга приняты мировыми научными журналами IEEE Transactions on Vehicular Technology, Concurrency and Computation и Wireless Personal Communication. 

Сеть для общения умного транспорта

В первой работе, которая опубликована в журнале IEEE Transactions on Vehicular Technology, Рашид Хуссейн подробно рассмотрел проблему развёртывания придорожных станций (устройств связи и вычисления информации) в децентрализованной транспортной сети (VANET) в придорожной зоне.

Желание заранее знать о неожиданных неприятностях предстоящей поездки, чтобы объехать пробки, «убитые» дороги и многочисленные дорожные работы объединяет всех участников дорожного движения. 

Если транспорт связать единой умной системой, она смогла бы сообщать водителям о дорожной обстановке. Такая система предупредит о масштабах пробки, избавит водителей от «писем счастья», предупреждая о скоростном режиме и изменении дорожной разметки.

Эта система даже способна предотвращать потенциальные аварии: если у идущей впереди машины обнаружилась проблема с тормозами, то сеть передаст эту информацию по цепочки всем автомобилям, которые едут за ней, предупреждая о потенциальной опасности.

Всё эти задачи решает сеть связи транспортных средств VANET. Она связывает машины не только через интернет, но и образует с их помощью специальную сеть, где каждый транспорт общается с друг другом.

За последние десятилетия автомобильная индустрия и наука расширили научно-исследовательскую базу для исследований в области интеллектуальных транспортных систем (англ. ITS) и получили ценные результаты, связанные с применением сети VANET. Благодаря уникальным свойствам эта сеть способна изменить взгляд на управление транспортом: увеличить безопасность вождения, помочь водителю в навигации, информировать о дорожном движении в реальном времени и предупреждать об авариях и состоянии дорог.

Но для реализации технологии VANET в масштабах страны необходима развитая придорожная инфраструктура, а частые колебания стоимости придорожных станций, которые обеспечивают сетевое подключение и взаимодействие между движущимися транспортными средствами в сети, заставляют инвесторов сомневаться в целесообразности установки станций и развитии технологий VANET, опасаясь за вложенные средства.

В своей работе профессор Хуссейн представил три стратегии по реализации придорожных станций с учётом максимальной эффективности, надёжности и экономичности. Они включают в себя установку придорожных станций в стационарных пунктах, использование общественного транспорта и других средств передвижения, которые принадлежат органам местного самоуправления, в качестве мобильных придорожных станций. 

«Комбинация этих методов поможет решить нехватку станций, обеспечить полноценное сетевое взаимодействие между транспортными средствами на дороге при ограниченном бюджете и положить начало популяризации сети VANET», — заявил учёный.

 

Безопасное хранение данных в общественных облачных хранилищах

Второй проект Рашид Хуссейн описал для журнала Concurrency and Computation: Practice and Experience и онлайн библиотеки Wiley. В нём ученый решает вопросы конфиденциальности пользователей и безопасного обмен данными в мобильной среде облачных вычислений.

Облачные вычисления в приложениях для мобильных устройств — новая вычислительная парадигма, включающая в себя мобильные устройства с ограниченными ресурсами и общедоступные облачные системы.

Модель облачных вычислений помогает пользователям хранить гигабайты данных. Но проблемы в области безопасности и конфиденциальности личных данных ограничивают её потенциал.

Мобильные устройства (смартфоны, планшеты, ПК) содержат ряд датчиков: GPS, камеры, микрофоны, являющиеся источниками персональных данных. Есть объективная угроза, что эта личная информация попадёт в руки мошенников, поэтому защита мобильных данных — первостепенная задача разработчиков. 

Беспокойство для пользователей несёт и тот факт, что в мобильной среде конфиденциальные данные хранятся в общедоступном облачном хранилище. Некоторые мобильные приложения предполагают обработку личных данных, которые впоследствии попадают в общественный доступ. Таким образом поставщики услуг или злоумышленники могут добраться до этих конфиденциальных данных. 

Безопасность приложений зависит от уровня доступа к облачным хранилищам, которые напротив подвержены нарушению конфиденциальности, поскольку утечка данных может быть спровоцирована поставщиком мобильных услуг. Для решения вопросов безопасности в подобных общественных хранилищах используется повторное шифрование данных (англ. PRE) — криптографическая система. В научной литературе уже описаны некоторые схемы повторного шифрования данных, однако они не подходят для мобильных средств из-за ограниченных ресурсов мобильных устройств.

Для решения этой проблемы учёный из Университета Иннополис и его соавторы предложили новый метод повторного шифрования на прокси-сервере в мобильной среде с помощью сложных математических вычислений. Метод получил название CPRE-M. 

Преимущество схемы в том, что она предполагает ограничение расхода вычислительных ресурсов мобильных устройств, сохранение конфиденциальности и безопасный обмен данными между несколькими пользователями в мобильной среде за счёт продуманной структуры. 

Процесс происходит следующим образом: первичное шифрование происходит в момент отправки файла с телефона. До того, как файл попадёт в облачное хранилище, он проходит через специальный промежуточный компьютер-посредник (прокси-сервер), который повторно зашифровывает информацию. Таким образом, в облачное хранилище попадает файл, который невозможно прочесть, не имея композитного ключа. Композитный ключ — комбинация ключей, сформированных в ходе первичного шифрования и повторного шифрования на прокси-сервере.

«С помощью этого метода можно безопасно делиться конфиденциальной информацией, объединяя людей в группу, которая заранее получит оба ключа для работы с зашифрованным файлом», — подытожил Рашид Хуссейн.

 

Интеллектуальная беспроводная зарядка для электротранспорта

Для журнала Wireless Personal Communication, издательство Springer, Рашид Хуссейн описал работу, в которой разрешил проблему оплаты беспроводной зарядки электромобилей с помощью систем беспроводной подзарядки OLEV (Online Electric Vehicle).

Автобусы и автомобили, работающие по технологии OLEV, питаются на остановках, парковках и прямо во время движения. Для внедрения этой схемы потребуется реконструкция всего 5-15% дорожного полотна маршрута. 

Преимущество транспорта с применением этой технологии по сравнению с традиционными электромобилями очевидно — экономия времени за счёт беспроводной зарядки, уменьшение себестоимости автомобилей за счёт использования батареи меньшей ёмкости и возможность отказаться от строительства дорогих стационарных зарядных станций.

Но, несмотря на все плюсы, в мире до сих пор нет метода оплаты, предназначенного для работы с OLEV-технологиями. 

Профессор Университета Иннополис Рашид Хуссейн и его международные коллеги предлагают разместить под дорожным полотном зарядные пластины, состоящие из двух секций: одна — для передачи данных, другая — для питания. Первая секция предназначена для аутентификации транспортного узла, когда он отправляет запрос на получение заряда и контролирует процесс оплаты. Второй модуль служит исключительно для передачи электрического заряда к OLEV- батарее.

«Данный метод прост с точки зрения криптографии, надёжен, защищает конфиденциальные данные и гарантирует отслеживание прецедентов нарушений или кражи средств в случае судебных разбирательств», — комментирует профессор.

Система, установленная в первой секции зарядной пластины, использует токены, чтобы обезопасить процедуру оплаты и защитить конфиденциальные данные пользователя. Токен — устройство, содержащее математические параметры с временной отметкой, закодированное банками. 

«На данный момент у нас на руках только результаты теоретических исследований и математических симуляций, мы еще не сотрудничаем с компаниями, но уверены, что компаниям данные технологии интересны и полезны при удачном исполнении. Например, исследования в области шифрования нужны компаниям, занимающимся облачным хранением данных, а методы и алгоритмы в области беспроводной зарядки и сети VANET будут полезны всей автомобильной промышленности», — подытожил Рашид Хуссейн.