В Иннополисе разработаны мобильные станции для общения умных авто

Автобусы в качестве мобильных станций

Профессор из Университета Иннополис Рашид Хусcейн придумал, как можно удешевить инфраструктуру сети для общения умного транспорта. В качестве мобильных придорожных станций он предлагает использовать общественный транспорт.

Речь идет о децентрализованной транспортной сети (VANET) — для реализации этого проекта нужны придорожные станции, которые будут обеспечивать связь и обрабатывать информацию, поступающую с транспортных средств. VANET — это единая транспортная система, которая с помощью современных технологий позволяет увеличить безопасность вождения, помочь водителю в навигации, информировать о дорожном движении в реальном времени и предупреждать об авариях и состоянии дорог. Система предупредит о масштабах пробки, избавит водителей от «писем счастья», предупреждая о скоростном режиме и изменении дорожной разметки. Она способна даже 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.

Для реализации технологии VANET в масштабах страны необходима развитая придорожная инфраструктура, но частые колебания стоимости придорожных станций заставляют инвесторов сомневаться в целесообразности установки станций и развитии технологии, опасаясь за вложенные средства.

В работе, опубликованной в журнале IEEE Transactions on Vehicular Technology, Хуссейн представил три стратегии по реализации придорожных станций с учетом максимальной эффективности, надежности 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», — считает ученый.

Повторное шифрование в мобильной среде

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

Облачные вычисления помогают пользователям хранить гигабайты данных, но проблемы в области безопасности и конфиденциальности личных данных ограничивают ее потенциал. Мобильные устройства (смартфоны, планшеты, ПК) содержат ряд датчиков: GPS, камеры, микрофоны, являющиеся источниками персональных данных. Есть объективная угроза, что эта личная информация попадет в руки мошенников, поэтому защита мобильных данных — первостепенная задача разработчиков.

Беспокойство пользователей вызывает 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.

Для решения вопросов безопасности в общественных хранилищах используется повторное шифрование данных, но оно не подходят для мобильных устройств из-за их ограниченных ресурсов. Для решения этой проблемы Хуссейн и его соавторы предложили новый метод повторного шифрования на прокси-сервере в мобильной среде с помощью сложных математических вычислений, получивший название CPRE-M. Преимущество схемы заключается в том, что она предполагает ограничение расхода вычислительных ресурсов мобильных устройств, сохранение конфиденциальности и безопасный обмен данными между несколькими пользователями в мобильной среде за счет продуманной структуры.

Процесс происходит следующим образом: первичное шифрование происходит в момент отправки файла с телефона. До того, как файл попадет 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», — говорит Хуссейн.

Оплата беспроводной зарядки в системе OLEV

Для журнала Wireless Personal Communication Рашид Хуссейн описал работу, в которой разрешил проблему оплаты беспроводной зарядки электромобилей с помощью систем 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 счет беспроводной зарядки, уменьшение себестоимости автомобилей — за счет использования батареи меньшей емкости и возможности отказаться от строительства дорогих стационарных станций зарядки.

Но, несмотря на все плюсы, в мире до сих пор нет метода оплаты, предназначенного для работы с OLEV-технологиями. Профессор Университета Иннополис и его иностранные 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, надежен, 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», — резюмировал Рашид Хуссейн.