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Comunicaciones 5G podrían generar más ciberataques debido a redes MIIMO

De acuerdo a un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Arizona, un uso limitado de protocolos para redes masivas MIMO pueden dejar débiles las estructuras ante los ciberataques.

ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas

Las redes masivas de comunicación basadas en Múltiples Entradas y Múltiples Salidas (MIMO) resultan más potentes entre más canales posea, pero si la topología no incluye los suficientes protocolos puede quedar descubierta ante ataques cibernéticos.

     

Por lo anterior, investigadores de la Universidad de Arizona presentaron un estudio donde refieren que actualmente los sistemas de comunicación inalámbricas tienen que garantizar un mayor número de canales para el envío y recepción de datos masivos, y estos enlaces deben tener un perfil robusto así como adecuado para asegurar que lleguen al usuario correcto, evitando contar con capas débiles donde puedan ser inyectados códigos maliciosos para ejecutar robos de información.

“Consideramos un sistema MIMO masivo de una sola celda en el que una estación base (BS) con un gran número de antenas que transmite simultáneamente a varios usuarios de una sola antena. La BS adquiere la información de estado de canal (CSI) para varios receptores que utilizan transmisiones piloto de enlace ascendente. Ahora, demostramos la vulnerabilidad del proceso de estimación de CSI a los ataques de contaminación. En nuestro modelo de ataque, el atacante apunta a minimizar la tasa de suma de las transmisiones de enlace descendente contaminando a los pilotos de enlace ascendente. Primero, estudiamos estos ataques para dos estrategias de asignación de potencia de enlace descendente bajo el supuesto de que el atacante conoce las ubicaciones de la BS y sus usuarios. Más adelante, relajamos este supuesto y consideramos el caso cuando tal conocimiento es probabilístico”, menciona el documento Berk Akgun, líder del equipo científico.

El modelo de Múltiples Entradas y Múltiples Salidas (MIMO) serán utilizadas en la próxima generación de comunicaciones 5G.
     

Los académicos informaron que durante sus pruebas encontraron que en algunos casos la transferencia de datos se degradaba hasta en 50% cuando el modelo MIMO era utilizado, lo que representa un foco de advertencia para las siguientes comunicaciones 5G, las cuales se conformarán precisamente de redes masivas MIMO.

A diferencia de las transmisiones inalámbricas tradicionales donde las señales se ven afectadas por reflexiones ocasionando degradación o corrupción de las mismas, y por lo tanto pérdida de los datos, MIMO aprovecha fenómenos físicos como la propagación multicanal para incrementar la tasa de transmisión y reducir así la tasa de error por medio de la utilización del dominio espacial con antenas físicamente separadas.

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Debido a los buenos resultados en la práctica, las redes masivas MIMO se incluirán en la siguiente generación de comunicaciones 5G que utilizarán los celulares y otros dispositivos electrónicos incluyendo los llamados vehículos autónomos, sin embargo, esto puede conllevar a un gran agujero de riesgos debido a la insuficiencia de protocolos principalmente de seguridad en la construcción de la topología.

En sus pruebas, los académicos de la Universidad de Arizona formularon las soluciones a los problemas detectados implementando una “optimización estocástica” a partir de funciones de Lagrange para efectos de minimización.

“Se obtuvo una solución de forma cerrada para un caso especial del problema. Además, analizamos las ‘tasas de secreto individual alcanzables’ en los ataques de contaminación de pilotos, y proporcionamos un límite superior en estas tasas. También estudiamos este escenario sin un conocimiento a priori de las ubicaciones de los usuarios por parte del atacante al introducir restricciones al azar. Nuestros resultados indican que dichos ataques pueden degradar el rendimiento de un sistema MIMO masivo en más del 50%”, aseguran los expertos.

Las redes masivas MIMO han evolucionado las comunicaciones inalámbricas, pero también han sido detectadas como vulnerables ante los ciberataques.
     

El reporte también define como contaminación piloto a un instrumento que puede ser utilizado por un atacante como un sifón de datos durante las transferencias que desea tumbar en caso de que las señales sean muy fuertes, y esta técnica vulnera enormemente el enlace de comunicación multicanal.

En su estudio, los investigadores también revelan soluciones sugeridas para minimizar los efectos de los ataques a redes masivas MIMO, y señalan diversos estándares que pueden utilizarse en el diseño de la topología. El trabajo fue presentado en la revista científica IEEE Transactions on Information Forensics and Security.

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