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Towards a Light-weight Message Authentication Mechanism Tailored for Smart Grid Communications

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Smart Grid (SG) technology, which aims at bringing the world's aging electric grids into the 21st century by utilizing intelligent transmission and distributed networks, has been gaining momentum in recent years. Despite its attractive features,
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  Towards a Light-weight Message Authentication Mechanism Tailored forSmart Grid Communications© 2011 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission fromIEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media,including reprinting/republishing this material for advertising orpromotional purposes, creating new collective works, for resale orredistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works.This material is presented to ensure timely dissemination of scholarly andtechnical work. Copyright and all rights therein are retained by authors orby other copyright holders. All persons copying this information areexpected to adhere to the terms and constraints invoked by each author'scopyright. In most cases, these works may not be reposted without theexplicit permission of the copyright holder.Citation:Mostafa M. Fouda, Zubair Md. Fadlullah, Nei Kato, Rongxing Lu, and  Xuemin (Sherman) Shen, “Towards a Light  -weight Message Authentication Mechanism Tailored for Smart Grid Communications,” Proc. of the 30th IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOMWKSHPS'11), Shanghai, China, pp. 1018 - 1023, Apr. 10 - 15, 2011.URL:http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=5928776   T T o o w w a a r r d d s s a a L L i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t M M e e s s s s a a g g e e A A u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n M M e e c c h h a a n n i i s s m m T T a a i i l l o o r r e e d d f f  o o r r S S m m a a r r t t G G r r i i d d C C o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s M M o o s s t t a a f f  a a M M . . F F o o u u d d a a 1 ∗ , , Z Z u u b b a a i i r r M M d d . . F F a a d d l l u u l l l l a a h h 1 † , , N N e e i i K K a a t t o o 1 ‡ , , R R o o n n g g x x i i n n g g L L u u 2 § , , a a n n d d X X u u e e m m i i n n ( ( S S h h e e r r m m a a n n )  ) S S h h e e n n 2 ¶ 1 G G r r a a d d u u a a t t e e S S c c h h o o o o l l o o f f  I I n n f f  o o r r m m a a t t i i o o n n S S c c i i e e n n c c e e s s , , T T o o h h o o k k u u U U n n i i v v e e r r s s i i t t y  y , , J J a a p p a a n n 2 D D e e p p a a r r t t m m e e n n t t o o f f  E E l l e e c c t t r r i i c c a a l l a a n n d d C C o o m m p p u u t t e e r r E E n n g g i i n n e e e e r r i i n n g g , , U U n n i i v v e e r r s s i i t t y  y o o f f  W W a a t t e e r r l l o o o o , , C C a a n n a a d d a a ∗ m m f f  o o u u d d a a @ @ i i t t . . e e c c e e i i . . t t o o h h o o k k u u . . a a c c . . j  j p p , , † z z u u b b a a i i r r @ @ i i t t . . e e c c e e i i . . t t o o h h o o k k u u . . a a c c . . j  j p p , , ‡ k k a a t t o o @ @ i i t t . . e e c c e e i i . . t t o o h h o o k k u u . . a a c c . . j  j p p , , § r r x x l l u u @ @ b b b b c c r r . . u u w w a a t t e e r r l l o o o o . . c c a a , , ¶ x x s s h h e e n n @ @ b b b b c c r r . . u u w w a a t t e e r r l l o o o o . . c c a a A A b b  s s  t t  r r   a a  c c  t t  — — S S m m a a r r t t G G r r i i d d ( (  S S G G )  ) t t e e c c h h n n o o l l o o g g y  y , , w w h h i i c c h h a a i i m m s s a a t t b b r r i i n n g g - - i i n n g g t t h h e e w w o o r r l l d d ’ ’ s s a a g g i i n n g g e e l l e e c c t t r r i i c c g g r r i i d d s s i i n n t t o o t t h h e e 21 st c c e e n n t t u u r r y  y b b y  y u u t t i i l l i i z z i i n n g g i i n n t t e e l l l l i i g g e e n n t t t t r r a a n n s s m m i i s s s s i i o o n n a a n n d d d d i i s s t t r r i i b b u u t t e e d d n n e e t t w w o o r r k k s s , , h h a a s s b b e e e e n n g g a a i i n n i i n n g g m m o o m m e e n n t t u u m m i i n n r r e e c c e e n n t t y y e e a a r r s s . . D D e e s s p p i i t t e e i i t t s s a a t t t t r r a a c c t t i i v v e e f f  e e a a t t u u r r e e s s , , t t h h e e S S G G t t e e c c h h n n o o l l o o g g y  y r r e e m m a a i i n n s s v v u u l l n n e e r r a a b b l l e e t t o o s s o o m m e e s s e e c c u u r r i i t t y  y t t h h r r e e a a t t s s , , s s u u c c h h a a s s s s p p o o o o fi fi n n g g a a n n d d m m a a n n - - i i n n - - t t h h e e - - m m i i d d d d l l e e a a t t t t a a c c k k s s . . I I n n t t h h i i s s p p a a p p e e r r , , t t o o a a d d d d r r e e s s s s t t h h e e s s e e p p o o t t e e n n t t i i a a l l s s e e c c u u r r i i t t y  y i i s s s s u u e e s s , , w w e e p p r r o o p p o o s s e e a a l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t a a n n d d s s e e c c u u r r e e m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n m m e e c c h h a a n n i i s s m m . . T T h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d m m e e c c h h a a n n i i s s m m i i s s b b a a s s e e d d o o n n D D i i f f  fi fi e e - - H H e e l l l l m m a a n n k k e e y  y e e s s t t a a b b - - l l i i s s h h m m e e n n t t p p r r o o t t o o c c o o l l a a n n d d h h a a s s h h - - b b a a s s e e d d m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n c c o o d d e e , , w w h h i i c c h h a a l l l l o o w w s s v v a a r r i i o o u u s s s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r s s a a t t d d i i f f  f f  e e r r e e n n t t p p o o i i n n t t s s o o f f  t t h h e e S S G G t t o o m m a a k k e e m m u u t t u u a a l l a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n a a n n d d a a c c h h i i e e v v e e m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n w w i i t t h h l l o o w w l l a a t t e e n n c c y  y a a n n d d f f  e e w w s s i i g g n n a a l l m m e e s s s s a a g g e e e e x x c c h h a a n n g g e e s s . . D D e e t t a a i i l l e e d d s s e e c c u u r r i i t t y  y a a n n a a l l y  y s s i i s s s s h h o o w w s s i i t t c c a a n n s s a a t t i i s s f f  y  y t t h h e e d d e e s s i i r r a a b b l l e e s s e e c c u u r r i i t t y  y r r e e q q u u i i r r e e m m e e n n t t s s . . I I n n a a d d d d i i t t i i o o n n , , e e x x t t e e n n s s i i v v e e c c o o m m p p u u t t e e r r - - b b a a s s e e d d s s i i m m u u l l a a t t i i o o n n a a l l s s o o d d e e m m o o n n s s t t r r a a t t e e s s i i t t s s e e f f  fi fi c c i i e e n n c c y  y . . I I . . I I N N T T R R O O D D U U C C T T I I O O N N T T h h e e S S m m a a r r t t G G r r i i d d ( ( S S G G )  ) c c o o n n c c e e p p t t i i s s s s y  y n n o o n n y  y m m o o u u s s t t o o i i n n t t e e l l l l i i g g e e n n t t g g r r i i d d o o r r f f  u u t t u u r r e e g g r r i i d d [ [ 1 1 ] ] , , a a n n d d i i s s a a i i m m e e d d a a t t p p r r o o v v i i d d i i n n g g t t h h e e e e n n d d u u s s e e r r s s ( ( i i . . e e . . , , c c o o n n s s u u m m e e r r s s )  ) w w i i t t h h m m o o r r e e s s t t a a b b l l e e a a n n d d r r e e l l i i a a b b l l e e p p o o w w e e r r . . T T h h e e c c o o m m m m o o n n a a s s p p e e c c t t o o f f  t t h h e e d d i i f f  f f  e e r r e e n n t t S S G G p p r r o o p p o o s s a a l l s s c c o o n n s s i i s s t t s s i i n n t t h h e e t t w w o o - - w w a a y  y c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n f f  r r a a m m e e w w o o r r k k b b e e t t w w e e e e n n t t h h e e p p o o w w e e r r s s o o u u r r c c e e a a n n d d t t h h e e c c o o n n s s u u m m e e r r s s . . I I n n a a d d d d i i t t i i o o n n , , s s e e n n s s i i n n g g e e n n t t i i t t i i e e s s a a n n d d c c o o n n t t r r o o l l s s y  y s s t t e e m m s s l l i i e e a a l l o o n n g g t t h h e e p p a a t t h h o o f f  t t h h e e p p o o w w e e r r s s o o u u r r c c e e a a n n d d t t h h e e e e n n d d - - u u s s e e r r s s . . T T h h e e s s e e n n s s o o r r s s a a r r e e c c a a p p a a b b l l e e o o f f  d d e e t t e e c c t t i i n n g g m m a a l l f f  u u n n c c t t i i o o n n s s o o r r d d e e v v i i a a t t i i o o n n s s f f  r r o o m m n n o o r r m m a a l l o o p p e e r r a a t t i i o o n n a a l l r r a a n n g g e e s s , , w w h h i i c c h h u u s s u u a a l l l l y  y r r e e q q u u i i r r e e a a p p p p r r o o p p r r i i a a t t e e r r e e s s p p o o n n s s e e f f  r r o o m m t t h h e e S S G G c c o o n n t t r r o o l l c c e e n n t t e e r r . . F F u u r r t t h h e e r r m m o o r r e e , , t t h h e e r r e e s s p p o o n n s s e e s s f f  r r o o m m t t h h e e c c o o n n t t r r o o l l c c e e n n t t e e r r n n e e e e d d t t o o b b e e c c o o n n v v e e r r t t e e d d i i n n t t o o c c o o n n t t r r o o l l m m e e s s s s a a g g e e s s a a n n d d t t r r a a n n s s m m i i t t t t e e d d t t o o d d i i f f  f f  e e r r e e n n t t s s e e g g m m e e n n t t s s o o f f  t t h h e e S S G G . . T T h h e e r r e e f f  o o r r e e , , t t h h e e S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n f f  r r a a m m e e - - w w o o r r k k a a n n d d f f  u u n n c c t t i i o o n n a a l l i i t t y  y s s h h o o u u l l d d b b e e c c h h a a r r a a c c t t e e r r i i z z e e d d , , p p a a r r t t i i c c u u l l a a r r l l y  y i i n n t t e e r r m m s s o o f f  i i t t s s a a b b i i l l i i t t y  y o o f f  p p r r o o v v i i s s i i o o n n i i n n g g c c o o n n s s u u m m e e r r p p a a r r t t i i c c i i p p a a t t i i o o n n a a n n d d r r e e s s i i l l i i a a n n c c y  y a a g g a a i i n n s s t t m m a a l l i i c c i i o o u u s s t t h h r r e e a a t t s s . . I I n n S S G G , , c c o o n n s s u u m m e e r r s s a a r r e e u u s s u u a a l l l l y  y e e q q u u i i p p p p e e d d w w i i t t h h s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r s s , , w w h h i i c c h h a a r r e e a a b b l l e e t t o o i i d d e e n n t t i i f f  y  y p p o o w w e e r r c c o o n n s s u u m m p p t t i i o o n n i i n n a a m m u u c c h h m m o o r r e e e e l l a a b b o o r r a a t t e e m m a a n n n n e e r r i i n n c c o o n n t t r r a a s s t t w w i i t t h h t t h h e e c c o o n n v v e e n n t t i i o o n n a a l l e e n n e e r r g g y  y m m e e t t e e r r s s . . W W h h i i l l e e t t h h e e i i n n f f  o o r r m m a a t t i i o o n n c c o o l l l l e e c c t t e e d d b b y  y a a s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r c c a a n n b b e e o o b b t t a a i i n n e e d d b b y  y t t h h e e p p o o w w e e r r c c o o m m p p a a n n y  y ( ( i i . . e e . . , , t t h h e e u u t t i i l l i i t t y  y p p r r o o v v i i d d e e r r )  ) f f  o o r r m m o o n n i i t t o o r r i i n n g g a a n n d d b b i i l l l l i i n n g g p p u u r r p p o o s s e e s s , , t t h h e e c c o o n n s s u u m m e e r r c c a a n n a a l l s s o o a a c c c c e e s s s s h h i i s s /  /  h h e e r r s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r t t o o c c h h e e c c k k t t h h e e c c u u r r r r e e n n t t u u s s a a g g e e a a n n d d a a c c c c o o r r d d i i n n g g l l y  y a a d d j  j u u s s t t t t h h e e p p o o w w e e r r u u s s a a g g e e ( ( e e . . g g . . , , t t o o u u s s e e l l e e s s s s e e l l e e c c t t r r i i c c i i t t y  y d d u u r r i i n n g g p p e e a a k k h h o o u u r r s s t t o o m m i i n n i i m m i i z z e e u u n n n n e e c c e e s s s s a a r r y  y u u s s e e o o f f  e e l l e e c c t t r r i i c c a a p p p p l l i i a a n n c c e e s s )  ) . . T T h h i i s s m m a a y  y r r e e q q u u i i r r e e t t h h e e u u s s e e r r s s t t o o s s e e n n d d p p e e r r i i o o d d i i c c r r e e q q u u e e s s t t m m e e s s s s a a g g e e s s t t o o t t h h e e u u t t i i l l i i t t y  y p p r r o o v v i i d d e e r r . . B B y  y d d o o i i n n g g s s o o , , t t h h e e y  y a a r r e e a a b b l l e e t t o o a a c c t t i i v v e e l l y  y p p a a r r t t i i c c i i p p a a t t e e i i n n t t h h e e p p o o w w e e r r d d i i s s s s e e m m i i n n a a t t i i o o n n w w i i t t h h i i n n t t h h e e S S G G i i n n a a d d y  y n n a a m m i i c c m m a a n n n n e e r r . . T T o o f f  a a c c i i l l i i t t a a t t e e t t h h e e t t w w o o w w a a y  y c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n b b e e t t w w e e e e n n t t h h e e c c o o n n s s u u m m e e r r s s a a n n d d t t h h e e u u t t i i l l i i t t y  y p p r r o o v v i i d d e e r r , , t t h h e e s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r s s a a r r e e i i n n t t e e g g r r a a t t e e d d i i n n t t h h e e S S G G b b y  y t t h h e e A A d d v v a a n n c c e e d d M M e e t t e e r r i i n n g g I I n n f f  r r a a s s t t r r u u c c t t u u r r e e ( ( A A M M I I )  ) . . F F u u r r t t h h e e r r m m o o r r e e , , i i n n o o r r d d e e r r t t o o c c r r e e a a t t e e a a n n e e f f  - - f f  e e c c t t i i v v e e S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n b b a a c c k k b b o o n n e e , , I I P P - - b b a a s s e e d d n n e e t t w w o o r r k k s s a a r r e e c c o o n n s s i i d d e e r r e e d d t t o o b b e e t t h h e e m m o o s s t t s s u u i i t t a a b b l l e e c c h h o o i i c c e e f f  o o r r h h o o m m e e a a r r e e a a , , b b u u i i l l d d i i n n g g s s , , a a n n d d l l a a r r g g e e r r n n e e i i g g h h b b o o r r h h o o o o d d s s . . A A n n I I P P - - b b a a s s e e d d S S G G i i m m p p l l i i e e s s t t h h a a t t e e a a c c h h s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r a a n n d d e e a a c c h h s s m m a a r r t t a a p p p p l l i i a a n n c c e e ( ( e e . . g g . . , , a a i i r r - - c c o o n n d d i i t t i i o o n n e e r r s s , , h h e e a a t t e e r r s s , , d d i i s s h h - - w w a a s s h h e e r r s s , , t t e e l l e e v v i i s s i i o o n n s s e e t t s s , , a a n n d d s s o o f f  o o r r t t h h )  ) w w i i l l l l h h a a v v e e i i t t s s o o w w n n I I P P a a d d d d r r e e s s s s a a n n d d w w i i l l l l s s u u p p p p o o r r t t s s t t a a n n d d a a r r d d I I n n t t e e r r n n e e t t E E n n g g i i n n e e e e r r i i n n g g T T a a s s k k F F o o r r c c e e ( ( I I E E T T F F )  ) p p r r o o t t o o c c o o l l s s f f  o o r r r r e e m m o o t t e e m m a a n n a a g g e e m m e e n n t t . . H H o o w w e e v v e e r r , , I I P P - - b b a a s s e e d d c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n n n e e t t w w o o r r k k s s a a r r e e l l i i k k e e l l y  y t t o o b b e e c c h h a a l l l l e e n n g g e e d d b b y  y a a h h u u g g e e v v o o l l u u m m e e o o f f  d d e e l l a a y  y - - s s e e n n s s i i t t i i v v e e d d a a t t a a a a n n d d c c o o n n t t r r o o l l i i n n f f  o o r r m m a a t t i i o o n n . . F F u u r r t t h h e e r r m m o o r r e e , , t t h h e e a a t t t t a a c c k k s s a a g g a a i i n n s s t t b b o o t t h h w w i i r r e e d d a a n n d d w w i i r r e e l l e e s s s s I I P P - - b b a a s s e e d d n n e e t t w w o o r r k k s s m m a a y  y b b e e e e a a s s i i l l y  y c c a a r r r r i i e e d d o o u u t t a a g g a a i i n n s s t t I I P P - - b b a a s s e e d d S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n n n e e t t w w o o r r k k s s . . T T h h e e r r e e f f  o o r r e e , , i i t t i i s s c c r r u u c c i i a a l l t t o o p p r r e e v v e e n n t t a a l l l l p p o o s s s s i i b b l l e e s s e e c c u u r r i i t t y  y t t h h r r e e a a t t s s b b y  y p p r r o o p p e e r r l l y  y d d e e s s i i g g n n i i n n g g S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n p p r r o o t t o o c c o o l l s s . . I I n n t t h h i i s s p p a a - - p p e e r r , , w w e e p p r r o o p p o o s s e e a a l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n p p r r o o t t o o c c o o l l f f  o o r r s s e e c c u u r r i i n n g g c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n a a m m o o n n g g s s t t v v a a r r i i o o u u s s s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r s s a a t t d d i i f f  f f  e e r r e e n n t t p p o o i i n n t t s s o o f f  t t h h e e S S G G . . S S p p e e c c i i fi fi c c a a l l l l y  y , , b b a a s s e e d d o o n n t t h h e e D D i i f f  fi fi e e - - H H e e l l l l m m a a n n k k e e y  y e e s s t t a a b b l l i i s s h h m m e e n n t t p p r r o o t t o o c c o o l l a a n n d d h h a a s s h h - - b b a a s s e e d d m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n c c o o d d e e , , t t h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d s s c c h h e e m m e e a a l l l l o o w w s s s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r s s t t o o m m a a k k e e m m u u t t u u a a l l a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n a a n n d d a a c c h h i i e e v v e e m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i - - c c a a t t i i o o n n i i n n a a l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t w w a a y  y , , i i . . e e . . , , i i t t d d o o e e s s n n o o t t c c o o n n t t r r i i b b u u t t e e t t o o h h i i g g h h l l a a t t e e n n c c y  y a a n n d d e e x x c c h h a a n n g g e e f f  e e w w s s i i g g n n a a l l m m e e s s s s a a g g e e s s d d u u r r i i n n g g t t h h e e m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n p p h h a a s s e e . . T T h h e e r r e e m m a a i i n n d d e e r r o o f f  t t h h i i s s p p a a p p e e r r i i s s o o r r g g a a n n i i z z e e d d a a s s f f  o o l l l l o o w w s s . . S S e e c c - - t t i i o o n n I I I I s s u u r r v v e e y  y s s r r e e l l a a t t e e d d w w o o r r k k s s . . S S e e c c t t i i o o n n I I I I I I p p r r e e s s e e n n t t s s a a n n S S G G c c o o m m - - m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s s s y  y s s t t e e m m m m o o d d e e l l . . S S e e c c t t i i o o n n I I V V d d e e s s c c r r i i b b e e s s t t h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n s s c c h h e e m m e e t t o o s s e e c c u u r r e e c c o o m m - - m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s a a m m o o n n g g s s t t v v a a r r i i o o u u s s S S G G e e n n t t i i t t i i e e s s . . S S e e c c t t i i o o n n V V p p r r o o v v i i d d e e s s t t h h e e s s e e c c u u r r i i t t y  y a a n n a a l l y  y s s i i s s o o f f  o o u u r r p p r r o o p p o o s s e e d d m m e e c c h h a a n n i i s s m m . . S S i i m m u u l l a a t t i i o o n n r r e e s s u u l l t t s s a a r r e e p p r r o o v v i i d d e e d d i i n n S S e e c c t t i i o o n n V V I I t t o o v v e e r r i i f f  y  y t t h h e e e e f f  f f  e e c c t t i i v v e e n n e e s s s s o o f f  t t h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d m m e e c c h h a a n n i i s s m m f f  o o l l l l o o w w e e d d b b y  y t t h h e e c c o o n n c c l l u u d d i i n n g g r r e e m m a a r r k k s s i i n n S S e e c c t t i i o o n n V V I I I I . .  BAN 1BAN 2BAN kWiMaxbasestationNAN 1Power plantTSCC1 atDS112mNAN nCCn at DS n ŝŐďĞĞ ĐŽŶŶĞĐƚŝŽŶtŝDĂdž ĐŽŶŶĞĐƚŝŽŶKƉƚŝĐĂůĨŝďĞƌĐŽŶŶĞĐƚŝŽŶEE'ĂƚĞǁĂLJ,E'ĂƚĞǁĂLJE'ĂƚĞǁĂLJ^ŵĂƌƚDĞƚĞƌƐŽŵŵƵŶŝĐĂƚŝŽŶ>ŝŶŬƐ SmartMeter HAN 1Typical apartment F F i i g g . . 1 1 . . C C o o n n s s i i d d e e r r e e d d S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s a a r r c c h h i i t t e e c c t t u u r r e e . . I I I I . . R R E E L L A A T T E E D D R R E E S S E E A A R R C C H H W W O O R R K K T T h h r r e e e e t t a a s s k k f f  o o r r c c e e s s h h a a v v e e b b e e e e n n c c r r e e a a t t e e d d f f  o o r r I I E E E E E E P P 2 2 0 0 3 3 0 0 S S m m a a r r t t G G r r i i d d s s t t a a n n d d a a r r d d s s t t o o i i m m p p l l e e m m e e n n t t S S G G . . O O n n e e o o f f  t t h h e e t t a a s s k k f f  o o r r c c e e s s i i s s p p e e r r t t a a i i n n i i n n g g t t o o c c y  y b b e e r r s s e e c c u u r r i i t t y  y , , w w h h i i c c h h d d e e s s c c r r i i b b e e s s s s y  y s s t t e e m m a a n n d d c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s p p r r o o t t e e c c t t i i o o n n p p o o l l i i c c i i e e s s a a n n d d p p r r o o c c e e d d u u r r e e s s t t o o c c o o m m b b a a t t c c y  y b b e e r r a a t t t t a a c c k k s s a a g g a a i i n n s s t t S S G G [ [ 2 2 ] ] . . H H o o w w e e v v e e r r , , t t h h e e s s e e p p o o l l i i c c i i e e s s a a r r e e b b r r o o a a d d i i n n n n a a t t u u r r e e a a n n d d s s h h o o u u l l d d b b e e c c o o n n s s i i d d e e r r e e d d a a s s c c o o a a r r s s e e d d e e s s g g i i n n d d i i r r e e c c t t i i v v e e s s f f  o o r r e e n n f f  o o r r c c i i n n g g s s e e c c u u r r i i t t y  y i i n n S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s . . H H a a m m l l y  y n n e e  t t  a a  l l  . . [ [ 3 3 ] ] p p r r o o p p o o s s e e d d a a u u t t i i l l i i t t y  y c c o o m m p p u u t t e e r r n n e e t t w w o o r r k k s s e e c c u u - - r r i i t t y  y m m a a n n a a g g e e m m e e n n t t a a n n d d a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n f f  o o r r a a c c t t i i o o n n s s a a n n d d c c o o m m m m a a n n d d s s r r e e q q u u e e s s t t i i n n S S G G o o p p e e r r a a t t i i o o n n s s . . H H o o w w e e v v e e r r , , t t h h e e i i r r w w o o r r k k f f  o o c c u u s s e e d d o o n n s s e e c c u u r r i i n n g g h h o o s s t t a a r r e e a a e e l l e e c c t t r r i i c c p p o o w w e e r r s s y  y s s t t e e m m s s a a n n d d e e l l e e c c t t r r i i c c c c i i r r c c u u i i t t s s . . P P o o w w e e r r s s y  y s s t t e e m m c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n a a n n d d c c y  y b b e e r r s s e e c c u u r r i i t t y  y i i s s s s u u e e s s a a r r e e c c o o n n s s i i d d e e r r e e d d t t o o b b e e c c r r u u c c i i a a l l c c o o m m p p o o n n e e n n t t s s o o f f  S S G G [ [ 4 4 ] ] . . I I t t i i s s s s u u g g g g e e s s t t e e d d t t h h a a t t n n u u m m e e r r o o u u s s c c y  y b b e e r r s s e e c c u u r r i i t t y  y i i s s s s u u e e s s a a r r e e t t o o b b e e a a d d d d r r e e s s s s e e d d . . F F o o r r e e x x a a m m p p l l e e , , i i n n t t e e g g r r a a t t e e d d S S u u p p e e r r v v i i s s o o r r y  y C C o o n n t t r r o o l l a a n n d d D D a a t t a a A A c c q q u u i i s s i i t t i i o o n n ( ( S S C C A A D D A A )  ) /  /  e e n n e e r r g g y  y m m a a n n a a g g e e m m e e n n t t s s y  y s s t t e e m m s s a a n n d d a a d d m m i i n n i i s s t t r r a a t t i i v v e e o o f f  - - fi fi c c e e I I n n f f  o o r r m m a a t t i i o o n n T T e e c c h h n n o o l l o o g g y  y ( ( I I T T )  ) e e n n v v i i r r o o n n m m e e n n t t s s m m a a y  y l l e e a a d d t t o o e e v v o o l l v v i i n n g g s s e e c c u u r r i i t t y  y t t h h r r e e a a t t s s . . I I n n a a d d d d i i t t i i o o n n , , t t h h e e b b r r o o a a d d b b a a n n d d c c a a p p a a b b i i l l - - i i t t i i e e s s h h a a v v e e o o p p e e n n e e d d u u p p n n e e w w w w a a y  y s s o o f f  i i n n t t r r o o d d u u c c i i n n g g n n e e w w f f  u u n n c c t t i i o o n n - - a a l l i i t t y  y , , b b o o t t h h a a t t s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r s s a a n n d d t t h h e e c c e e n n t t r r a a l l s s y  y s s t t e e m m c c o o l l l l e e c c t t i i n n g g m m e e t t e e r r i i n n g g d d a a t t a a . . T T h h e e u u t t i i l l i i t t e e s s a a r r e e i i n n t t e e r r e e s s t t e e d d i i n n t t r r a a n n s s f f  e e r r r r i i n n g g d d a a t t a a t t o o t t h h e e h h o o u u s s e e h h o o l l d d s s t t h h a a t t m m a a y  y i i n n c c l l u u d d e e p p r r i i c c e e i i n n f f  o o r r m m a a t t i i o o n n a a n n d d s s p p e e c c i i a a l l o o f f  f f  e e r r s s . . H H o o w w e e v v e e r r , , s s u u c c h h d d a a t t a a m m a a y  y a a l l s s o o c c o o n n t t a a i i n n c c o o n n t t r r o o l l s s i i g g n n a a l l s s , , w w h h i i c c h h m m a a y  y r r a a i i s s e e d d e e l l i i c c a a t t e e i i s s s s u u e e s s t t o o d d e e a a l l w w i i t t h h . . M M e e t t k k e e e e  t t  a a  l l  . . p p o o i i n n t t e e d d o o u u t t i i n n [ [ 5 5 ] ] t t h h a a t t S S G G d d e e p p l l o o y  y m m e e n n t t s s m m u u s s t t s s a a t t i i s s f f  y  y s s t t r r i i c c t t s s e e c c u u r r i i t t y  y r r e e q q u u i i r r e e m m e e n n t t s s . . F F o o r r i i n n s s t t a a n n c c e e , , s s t t r r o o n n g g a a u u - - t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n i i s s c c o o n n s s i i d d e e r r e e d d t t o o b b e e a a r r e e q q u u i i s s i i t t e e f f  o o r r a a l l l l u u s s e e r r s s a a n n d d d d e e v v i i c c e e s s o o f f  t t h h e e S S G G . . W W i i t t h h t t h h e e l l a a r r g g e e n n u u m m b b e e r r o o f f  u u s s e e r r s s a a n n d d d d e e v v i i c c e e s s a a f f  f f  e e c c t t e e d d , , s s c c a a l l a a b b l l e e k k e e y  y a a n n d d t t r r u u s s t t m m a a n n a a g g e e m m e e n n t t s s y  y s s t t e e m m s s , , t t a a i i l l o o r r e e d d t t o o t t h h e e p p a a r r t t i i c c u u l l a a r r r r e e q q u u i i r r e e m m e e n n t t s s o o f f  t t h h e e u u t t i i l l i i t t y  y p p r r o o v v i i d d e e r r w w i i l l l l b b e e e e s s - - s s e e n n t t i i a a l l . . I I n n o o u u r r w w o o r r k k , , b b y  y p p r r o o v v i i d d i i n n g g a a b b r r o o a a d d S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s f f  r r a a m m e e w w o o r r k k , , w w e e p p r r o o p p o o s s e e a a l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n p p r r o o t t o o c c o o l l , , c c u u s s t t o o m m i i z z e e d d t t o o t t h h e e s s p p e e c c i i fi fi c c n n e e e e d d s s o o f f  S S G G . . I I I I I I . . S S G G C C O O M M M M U U N N I I C C A A T T I I O O N N S S S S Y Y S S T T E E M M M M O O D D E E L L F F i i g g . . 1 1 d d e e p p i i c c t t s s o o u u r r c c o o n n s s i i d d e e r r e e d d S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n f f  r r a a m m e e - - w w o o r r k k , , w w h h e e r r e e t t h h e e S S G G p p o o w w e e r r t t r r a a n n s s m m i i s s s s i i o o n n a a n n d d d d i i s s t t r r i i b b u u t t i i o o n n s s y  y s s t t e e m m i i s s s s e e p p a a r r a a t t e e d d f f  r r o o m m t t h h e e c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n o o n n e e . . F F o o r r c c l l a a r r i i t t y  y , , w w e e fi fi r r s s t t b b r r i i e e fl fl y  y d d e e s s c c r r i i b b e e t t h h e e p p o o w w e e r r D D i i s s t t r r i i b b u u t t i i o o n n N N e e t t w w o o r r k k ( ( D D N N )  ) . . P P o o w w e e r r i i s s d d e e l l i i v v e e r r e e d d f f  r r o o m m t t h h e e p p o o w w e e r r p p l l a a n n t t t t o o e e n n d d - - u u s s e e r r s s t t h h r r o o u u g g h h t t w w o o c c o o m m p p o o n n e e n n t t s s , , n n a a m m e e l l y  y t t h h e e T T r r a a n n s s m m i i s s s s i i o o n n S S u u b b s s t t a a t t i i o o n n ( ( T T S S )  ) a a t t t t h h e e p p o o w w e e r r p p l l a a n n t t a a n n d d a a n n u u m m b b e e r r o o f f  D D i i s s t t r r i i b b u u t t i i o o n n S S u u b b s s t t a a t t i i o o n n s s ( ( D D S S s s )  ) . . T T h h e e f f  o o r r m m e e r r d d e e l l i i v v e e r r s s p p o o w w e e r r f f  r r o o m m t t h h e e p p o o w w e e r r p p l l a a n n t t o o v v e e r r h h i i g g h h v v o o l l t t a a g g e e t t r r a a n n s s m m i i s s s s i i o o n n l l i i n n e e s s ( ( u u s s u u a a l l l l y  y o o v v e e r r 2 2 3 3 0 0 K K V V )  ) t t o o D D S S s s . . O O n n t t h h e e o o t t h h e e r r h h a a n n d d , , D D S S s s a a r r e e l l o o c c a a t t e e d d a a t t d d i i f f  f f  e e r r e e n n t t r r e e g g i i o o n n s s a a n n d d t t h h e e y  y a a r r e e r r e e s s p p o o n n s s i i b b l l e e f f  o o r r c c o o n n v v e e r r t t i i n n g g t t h h e e e e l l e e c c t t r r i i c c p p o o w w e e r r i i n n t t o o  m m e e d d i i u u m m v v o o l l t t a a g g e e l l e e v v e e l l s s a a n n d d d d i i s s t t r r i i b b u u t t i i n n g g t t h h e e s s a a m m e e t t o o t t h h e e f f  e e e e d d e e r r s s o o f f  t t h h e e b b u u i i l l d d i i n n g g s s . . T T h h e e b b u u i i l l d d i i n n g g f f  e e e e d d e e r r s s c c o o n n v v e e r r t t t t h h e e m m e e d d i i u u m m v v o o l l t t a a g g e e l l e e v v e e l l i i n n t t o o a a l l o o w w e e r r o o n n e e f f  o o r r c c o o n n s s u u m m e e r r s s ’ ’ u u s s e e . . F F r r o o m m c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s p p o o i i n n t t o o f f  v v i i e e w w , , t t h h e e c c o o n n s s i i d d e e r r e e d d S S G G t t o o p p o o l l o o g g y  y i i s s s s p p l l i i t t i i n n t t o o a a n n u u m m b b e e r r o o f f  n n e e t t w w o o r r k k s s . . T T h h e e T T S S , , l l o o c c a a t t e e d d a a t t t t h h e e p p o o w w e e r r p p l l a a n n t t , , a a n n d d t t h h e e C C o o n n t t r r o o l l C C e e n n t t e e r r s s ( ( C C C C s s )  ) o o f f  t t h h e e D D S S s s a a r r e e c c o o n n n n e e c c t t e e d d w w i i t t h h o o n n e e a a n n o o t t h h e e r r i i n n a a m m e e s s h h e e d d n n e e t t w w o o r r k k , , w w h h i i c c h h i i s s b b u u i i l l t t o o v v e e r r o o p p t t i i c c a a l l fi fi b b e e r r t t e e c c h h n n o o l l o o g g y  y . . T T h h e e c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n f f  r r a a m m e e w w o o r r k k f f  o o r r t t h h e e l l o o w w e e r r d d i i s s t t r r i i b b u u t t i i o o n n n n e e t t w w o o r r k k ( ( i i . . e e . . , , f f  r r o o m m C C C C s s o o n n w w a a r r d d )  ) i i s s s s p p l l i i t t i i n n t t o o a a n n u u m m b b e e r r o o f f  h h i i e e r r a a r r c c h h i i c c a a l l n n e e t t w w o o r r k k s s , , n n a a m m e e l l y  y N N e e i i g g h h b b o o r r h h o o o o d d A A r r e e a a N N e e t t w w o o r r k k ( ( N N A A N N )  ) , , B B u u i i l l d d i i n n g g A A r r e e a a N N e e t t w w o o r r k k ( ( B B A A N N )  ) , , a a n n d d H H o o m m e e A A r r e e a a N N e e t t - - w w o o r r k k ( ( H H A A N N )  ) . . F F o o r r s s i i m m p p l l i i c c i i t t y  y , , e e a a c c h h D D S S i i s s c c o o n n s s i i d d e e r r e e d d t t o o c c o o v v e e r r o o n n l l y  y o o n n e e n n e e i i g g h h b b o o r r h h o o o o d d a a r r e e a a . . T T h h u u s s , , i i n n F F i i g g . . 1 1 , , t t h h e e r r e e a a r r e e n D D S S s s c c o o v v e e r r i i n n g g n n n e e i i g g h h b b o o r r h h o o o o d d s s , , i i . . e e . . , , t t h h e e n n u u m m b b e e r r o o f f  N N A A N N s s i i s s n . . E E a a c c h h N N A A N N i i s s c c o o m m p p o o s s e e d d o o f f  a a n n u u m m b b e e r r o o f f  B B A A N N s s . . F F o o r r i i n n s s t t a a n n c c e e , , NAN  1 c c o o n n s s i i s s t t s s o o f f  k B B A A N N s s . . O O n n t t h h e e o o t t h h e e r r h h a a n n d d , , e e v v e e r r y  y B B A A N N c c o o n n t t a a i i n n s s a a n n u u m m b b e e r r o o f f  a a p p a a r r t t m m e e n n t t s s . . I I n n F F i i g g . . 1 1 , , t t h h e e r r e e a a r r e e m a a p p a a r r t t m m e e n n t t s s w w i i t t h h t t h h e e i i r r r r e e s s p p e e c c t t i i v v e e l l o o c c a a l l a a r r e e a a n n e e t t w w o o r r k k s s , , e e a a c c h h o o f f  w w h h i i c c h h i i s s r r e e f f  e e r r r r e e d d t t o o a a s s a a H H A A N N . . I I n n a a d d d d i i t t i i o o n n , , t t h h e e r r e e a a r r e e a a d d v v a a n n c c e e d d m m e e t t e e r r s s c c a a l l l l e e d d s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r s s d d e e p p l l o o y  y e e d d i i n n t t h h e e S S G G a a r r c c h h i i t t e e c c t t u u r r e e w w h h i i c c h h c c o o m m p p r r i i s s e e A A M M I I f f  o o r r e e n n a a b b l l i i n n g g a a n n a a u u t t o o m m a a t t e e d d , , t t w w o o - - w w a a y  y c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n b b e e t t w w e e e e n n t t h h e e u u t t i i l l i i t t y  y m m e e t t e e r r a a n n d d t t h h e e u u t t i i l l i i t t y  y p p r r o o v v i i d d e e r r . . T T h h e e s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r s s a a r r e e e e q q u u i i p p p p e e d d w w i i t t h h t t w w o o i i n n t t e e r r f f  a a c c e e s s , , n n a a m m e e l l y  y f f  o o r r r r e e a a d d i i n n g g p p o o w w e e r r a a n n d d f f  o o r r c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n g g a a t t e e w w a a y  y . . T T h h e e s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r s s u u s s e e d d i i n n N N A A N N , , B B A A N N , , a a n n d d H H A A N N a a r r e e r r e e f f  e e r r r r e e d d t t o o a a s s N N A A N N G G W W ( ( G G a a t t e e W W a a y  y )  ) , , B B A A N N G G W W , , a a n n d d H H A A N N G G W W , , r r e e s s p p e e c c t t i i v v e e l l y  y . . F F o o r r e e a a s s e e o o f f  u u n n d d e e r r s s t t a a n n d d i i n n g g , , w w e e a a d d o o p p t t a a b b o o t t t t o o m m - - u u p p a a p p p p r r o o a a c c h h w w h h e e r r e e w w e e s s t t a a r r t t d d e e s s c c r r i i b b i i n n g g t t h h e e S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s f f  r r a a m m e e w w o o r r k k f f  r r o o m m t t h h e e H H A A N N . . I I n n a a d d d d i i t t i i o o n n , , i i t t i i s s a a l l s s o o w w o o r r t t h h m m e e n n t t i i o o n n i i n n g g t t h h a a t t b b a a s s e e d d u u p p o o n n t t h h e e e e x x i i s s t t i i n n g g s s t t a a n n d d a a r r d d s s o o f f  S S G G , , I I P P - - b b a a s s e e d d c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s n n e e t t w w o o r r k k i i n n g g i i s s p p r r e e f f  e e r r r r e e d d w w h h i i c c h h p p e e r r m m i i t t s s v v i i r r t t u u a a l l l l y  y e e f f  f f  o o r r t t l l e e s s s s i i n n t t e e r r - - c c o o n n n n e e c c t t i i o o n n s s w w i i t t h h H H A A N N s s , , B B A A N N s s , , N N A A N N s s , , C C C C s s , , a a n n d d T T S S . . A A . . H H   o o  m m  e e  A A r r   e e  a a  N N   e e  t t  w w   o o  r r   k k  T T h h e e H H o o m m e e A A r r e e a a N N e e t t w w o o r r k k ( ( H H A A N N )  ) i i s s a a s s u u b b s s y  y s s t t e e m m w w i i t t h h i i n n t t h h e e S S G G d d e e d d i i c c a a t t e e d d t t o o e e f f  fi fi c c i i e e n n t t l l y  y m m a a n n a a g g e e t t h h e e o o n n - - d d e e m m a a n n d d p p o o w w e e r r r r e e q q u u i i r r e e m m e e n n t t s s o o f f  t t h h e e e e n n d d - - u u s s e e r r s s . . HAN  1 i i n n F F i i g g . . 1 1 c c o o n n n n e e c c t t s s t t h h e e e e q q u u i i p p m m e e n n t t s s ( ( e e . . g g . . , , t t e e l l e e v v i i s s i i o o n n , , w w a a s s h h i i n n g g m m a a c c h h i i n n e e , , o o v v e e n n , , a a n n d d s s o o f f  o o r r t t h h )  ) i i n n t t h h e e e e n n d d - - u u s s e e r r ’ ’ s s a a p p a a r r t t m m e e n n t t t t o o a a H H A A N N G G W W , , w w h h i i c c h h , , i i n n t t u u r r n n , , c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t e e s s w w i i t t h h BAN  1 . . W W e e a a d d o o p p t t S S m m a a r r t t E E n n e e r r g g y  y P P r r o o fi fi l l e e ( ( S S E E P P )  ) V V e e r r s s i i o o n n 1 1 . . 5 5 a a s s t t h h e e c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n p p r r o o t t o o c c o o l l i i n n H H A A N N s s t t h h a a t t e e m m p p l l o o y  y Z Z i i g g B B e e e e r r a a d d i i o o c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s . . W W e e c c h h o o o o s s e e I I E E E E E E 8 8 0 0 2 2 . . 1 1 5 5 . . 4 4 Z Z i i g g B B e e e e i i n n s s t t e e a a d d o o f f  o o t t h h e e r r w w i i r r e e l l e e s s s s s s o o l l u u t t i i o o n n s s ( ( e e . . g g . . , , W W i i F F i i a a n n d d B B l l u u e e t t o o o o t t h h )  ) d d u u e e t t o o i i t t s s l l o o w w p p o o w w e e r r r r e e q q u u i i r r e e m m e e n n t t s s , , a a n n d d s s i i m m p p l l e e n n e e t t w w o o r r k k c c o o n n fi fi g g u u r r a a t t i i o o n n a a n n d d m m a a n n a a g g e e m m e e n n t t . . I I n n d d e e e e d d , , Z Z i i g g B B e e e e p p r r o o v v i i d d e e s s a a d d e e c c e e n n t t c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n r r a a n n g g e e o o f f  1 1 0 0 t t o o 1 1 0 0 0 0 m m e e t t e e r r s s w w h h i i l l e e m m a a i i n n t t a a i i n n i i n n g g s s i i g g n n i i fi fi c c a a n n t t l l y  y l l o o w w p p o o w w e e r r r r e e q q u u i i r r e e m m e e n n t t ( ( 1 1 t t o o 1 1 0 0 0 0 m m W W )  ) a a n n d d c c o o s s t t . . B B  . . B B  u u  i i  l l  d d  i i  n n  g  g  A A r r   e e  a a  N N   e e  t t  w w   o o  r r   k k  A A B B u u i i l l d d i i n n g g A A r r e e a a N N e e t t w w o o r r k k ( ( B B A A N N )  ) c c o o n n s s i i s s t t s s o o f f  a a n n u u m m b b e e r r o o f f  a a p p a a r r t t m m e e n n t t s s h h a a v v i i n n g g H H A A N N s s . . T T h h e e B B A A N N s s m m a a r r t t m m e e t t e e r r /  /  G G W W i i s s t t y  y p p i i c c a a l l l l y  y s s e e t t u u p p a a t t t t h h e e b b u u i i l l d d i i n n g g ’ ’ s s p p o o w w e e r r f f  e e e e d d e e r r . . I I t t c c a a n n b b e e u u s s e e d d t t o o m m o o n n i i t t o o r r t t h h e e p p o o w w e e r r n n e e e e d d a a n n d d u u s s a a g g e e o o f f  t t h h e e r r e e s s i i d d e e n n t t s s o o f f  t t h h e e c c o o r r r r e e s s p p o o n n d d i i n n g g b b u u i i l l d d i i n n g g . . I I n n o o r r d d e e r r t t o o f f  a a c c i i l l i i t t a a t t e e B B A A N N - - H H A A N N s s c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n , , W W i i M M A A X X m m a a y  y b b e e u u s s e e d d t t o o c c o o v v e e r r m m o o r r e e a a r r e e a a s s . . I I t t s s h h o o u u l l d d b b e e n n o o t t e e d d t t h h a a t t 3 3 G G , , a a n n d d o o t t h h e e r r m m o o d d e e s s o o f f  c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s m m a a y  y a a l l s s o o b b e e a a l l t t e e r r n n a a t t i i v v e e s s o o l l u u t t i i o o n n s s f f  o o r r t t h h i i s s p p u u r r p p o o s s e e . . C C  . . N N   e e  i i  g  g  h h  b b  o o  r r   h h  o o  o o  d d  A A r r   e e  a a  N N   e e  t t  w w   o o  r r   k k  E E a a c c h h N N e e i i g g h h b b o o r r h h o o o o d d A A r r e e a a N N e e t t w w o o r r k k ( ( N N A A N N )  ) c c o o n n s s i i s s t t s s o o f f  a a n n u u m m b b e e r r o o f f  B B A A N N s s . . O O n n e e o o r r m m o o r r e e W W i i M M A A X X b b a a s s e e s s t t a a t t i i o o n n s s c c a a n n b b e e l l o o c c a a t t e e d d i i n n e e v v e e r r y  y N N A A N N . . I I t t s s h h o o u u l l d d b b e e m m e e n n t t i i o o n n e e d d t t h h a a t t t t h h e e W W i i M M A A X X f f  r r a a m m e e w w o o r r k k u u s s e e d d f f  o o r r S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s s s h h o o u u l l d d b b e e s s e e p p a a r r a a t t e e d d f f  r r o o m m t t h h e e e e x x i i s s t t i i n n g g o o n n e e s s u u s s e e d d f f  o o r r p p r r o o v v i i d d i i n n g g o o t t h h e e r r s s e e r r v v i i c c e e s s , , e e . . g g . . , , I I n n t t e e r r n n e e t t , , t t o o p p r r e e v v e e n n t t n n e e t t w w o o r r k k c c o o n n g g e e s s t t i i o o n n a a n n d d p p o o s s s s i i b b l l e e s s e e c c u u r r i i t t y  y t t h h r r e e a a t t s s . . A A N N A A N N , , t t h h u u s s , , r r e e p p r r e e s s e e n n t t s s a a l l o o c c a a l l i i t t y  y o o r r a a p p a a r r t t i i c c u u l l a a r r r r e e g g i i o o n n . . T T h h e e N N A A N N G G W W c c a a n n m m o o n n i i t t o o r r h h o o w w m m u u c c h h p p o o w w e e r r i i s s b b e e i i n n g g d d i i s s t t r r i i b b u u t t e e d d t t o o a a p p a a r r t t i i c c u u l l a a r r n n e e i i g g h h b b o o r r h h o o o o d d b b y  y t t h h e e c c o o r r r r e e s s p p o o n n d d i i n n g g C C C C a a t t t t h h e e D D S S . . I I V V . . S S E E C C U U R R E E A A N N D D L L I I G G H H T T - - W W E E I I G G H H T T A A U U T T H H E E N N T T I I C C A A T T I I O O N N S S C C H H E E M M E E F F O O R R S S G G C C O O M M M M U U N N I I C C A A T T I I O O N N A A n n y  y s s e e c c u u r r e e f f  r r a a m m e e w w o o r r k k f f  o o r r S S G G c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n s s n n e e e e d d s s t t o o b b e e l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t s s o o t t h h a a t t ( ( i )  ) i i t t d d o o e e s s n n o o t t c c o o n n t t r r i i b b u u t t e e t t o o h h i i g g h h l l a a t t e e n n c c y  y [ [ 6 6 ] ] , , a a n n d d ( ( ii )  ) e e x x c c h h a a n n g g e e s s a a s s f f  e e w w s s i i g g n n a a l l m m e e s s s s a a g g e e s s w w i i t t h h o o t t h h e e r r e e n n t t i i t t i i e e s s a a s s p p o o s s s s i i b b l l e e [ [ 7 7 ] ] . . A A l l s s o o , , s s e e c c u u r r i i t t y  y h h e e a a d d e e r r s s c c o o n n t t r r i i b b u u t t e e t t o o i i n n c c r r e e a a s s e e d d p p a a c c k k e e t t s s i i z z e e . . T T h h e e r r e e f f  o o r r e e , , i i f f  w w e e a a r r e e t t o o d d e e v v i i s s e e a a n n y  y a a u u t t h h e e n n c c i i a a t t i i o o n n a a l l g g o o r r i i t t h h m m f f  o o r r t t h h e e H H A A N N /  /  B B A A N N /  /  N N A A N N G G W W s s , , w w e e s s h h o o u u l l d d e e n n v v i i s s i i o o n n a a l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n m m e e c c h h a a n n i i s s m m t t o o k k e e e e p p t t h h e e m m e e s s s s a a g g e e s s i i z z e e o o v v e e r r h h e e a a d d a a s s l l o o w w a a s s p p o o s s s s i i b b l l e e . . T T o o w w a a r r d d s s t t h h i i s s e e n n d d , , w w e e f f  o o c c u u s s o o n n t t h h e e fi fi r r s s t t s s t t e e p p o o f f  s s e e c c u u r r i i n n g g c c o o m m m m u u n n i i c c a a t t i i o o n n b b e e t t w w e e e e n n t t h h e e S S G G e e n n t t i i t t i i e e s s b b y  y p p r r o o v v i i d d i i n n g g a a l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t , , f f  a a s s t t a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n s s c c h h e e m m e e , , w w h h i i c c h h w w e e p p r r e e s s e e n n t t b b e e l l o o w w . . A A s s s s u u m m e e t t h h a a t t H H A A N N G G W W i a a n n d d B B A A N N G G W W  j h h a a v v e e t t h h e e i i r r p p r r i i v v a a t t e e a a n n d d p p u u b b l l i i c c k k e e y  y p p a a i i r r s s . . T T h h e e p p u u b b l l i i c c a a n n d d p p r r i i v v a a t t e e k k e e y  y s s o o f f  H H A A N N G G W W i a a r r e e d d e e n n o o t t e e d d b b y  y PubHAN GWi a a n n d d PrivHAN GWi , , r r e e s s p p e e c c t t i i v v e e l l y  y . . T T h h e e p p u u b b l l i i c c a a n n d d p p r r i i v v a a t t e e k k e e y  y s s o o f f  B B A A N N G G W W j a a r r e e r r e e f f  e e r r r r e e d d t t o o a a s s PubBAN GWj a a n n d d PrivBAN GWj . . F F o o r r t t h h e e i i n n i i t t i i a a l l h h a a n n d d s s h h a a k k e e b b e e t t w w e e e e n n t t h h e e H H A A N N a a n n d d B B A A N N G G W W s s , , t t h h e e D D i i f f  fi fi e e - - H H e e l l l l m m a a n n k k e e y  y e e s s t t a a b b l l i i s s h h m m e e n n t t p p r r o o t t o o c c o o l l [ [ 8 8 ] ] i i s s a a d d o o p p t t e e d d . . L L e e t t G =  g  b b e e a a g g r r o o u u p p o o f f  l l a a r r g g e e p p r r i i m m e e o o r r d d e e r r q  s s u u c c h h t t h h a a t t t t h h e e C C o o m m p p u u t t a a t t i i o o n n a a l l D D i i f f  fi fi e e - - H H e e l l l l m m a a n n ( ( C C D D H H )  ) a a s s s s u u m m p p t t i i o o n n h h o o l l d d s s , , i i . . e e . . , , g g i i v v e e n n g a ,g b , , f f  o o r r u u n n k k n n o o w w n n a,b ∈ Z ∗ q , , i i t t i i s s h h a a r r d d t t o o c c o o m m p p u u t t e e g ab ∈ G . . B B a a s s e e d d o o n n t t h h e e C C D D H H a a s s s s u u m m p p t t i i o o n n , , o o u u r r e e n n v v i i s s i i o o n n e e d d l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n s s c c h h e e m m e e i i s s s s h h o o w w n n i i n n F F i i g g . . 2 2 , , a a n n d d t t h h e e d d e e t t a a i i l l e e d d s s t t e e p p s s a a r r e e a a s s f f  o o l l l l o o w w s s . . H H A A N N G G W W i B B A A N N G G W W  ja ∈ Z ∗ q ,g a ∈ G { g a } { encr } PubBAN GWj −−−−−−−−−−−−−−−−−→ { g a  g b } { encr } PubHAN GWi ←−−−−−−−−−−−−−−−−−− b ∈ Z ∗ q ,g b ∈ G K  i ← H  (( g b ) a ) g b −−−−−−−−−−−−−−−−→ K  i ← H  (( g a ) b ) ( { M  i  T  i } { encr } Ki )  HMAC  Ki −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−→ F F i i g g . . 2 2 . . P P r r o o p p o o s s e e d d m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n s s c c h h e e m m e e 1 1 . . H H A A N N G G W W i c c h h o o o o s s e e s s a a r r a a n n d d o o m m n n u u m m b b e e r r a ∈ Z  ∗ q , , c c o o m m - - p p u u t t e e s s g a , , a a n n d d s s e e n n d d s s g a i i n n a a n n e e n n c c r r y  y p p t t e e d d r r e e q q u u e e s s t t p p a a c c k k e e t t  t t o o B B A A N N G G W W  j . . H H A A N N G G W W i → B B A A N N G G W W j : { g a } { encr } Pub BAN GWj 2 2 . . B B A A N N G G W W  j d d e e c c r r y  y p p t t s s i i t t a a n n d d s s e e n n d d s s a a n n e e n n c c r r y  y p p t t e e d d r r e e s s p p o o n n s s e e c c o o n n s s i i s s t t i i n n g g o o f f  g b , , w w h h e e r r e e b i i s s a a r r a a n n d d o o m m n n u u m m b b e e r r . . B B A A N N G G W W j → H H A A N N G G W W i : { g a  g b } { encr } Pub HAN GWi 3 3 . . A A f f  t t e e r r r r e e c c e e i i v v i i n n g g B B A A N N G G W W  j ’ ’ s s r r e e s s p p o o n n s s e e p p a a c c k k e e t t , , H H A A N N G G W W i r r e e c c o o v v e e r r s s g a ,g b w w i i t t h h i i t t s s p p r r i i v v a a t t e e k k e e y  y . . I I f f  t t h h e e r r e e c c o o v v e e r r e e d d g a i i s s c c o o r r r r e e c c t t , , B B A A N N G G W W  j i i s s a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t e e d d b b y  y H H A A N N G G W W i . . T T h h e e n n , , w w i i t t h h g b a a n n d d a , , H H A A N N G G W W i c c a a n n c c o o m m p p u u t t e e t t h h e e s s h h a a r r e e d d s s e e s s s s i i o o n n k k e e y  y K  i = H  (( g b ) a ) , , w w h h e e r r e e H  : { 0 , 1 } ∗ → Z ∗ q i i s s a a s s e e c c u u r r e e c c r r y  y p p t t o o g g r r a a p p h h i i c c h h a a s s h h f f  u u n n c c t t i i o o n n , , a a n n d d a a l l s s o o s s e e n n d d s s g b t t o o B B A A N N G G W W  j i i n n t t h h e e p p l l a a i i n n t t e e x x t t f f  o o r r m m . . 4 4 . . O O n n c c e e t t h h e e c c o o r r r r e e c c t t g b i i s s r r e e c c e e i i v v e e d d b b y  y t t h h e e B B A A N N G G W W  j , , B B A A N N G G W W  j a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t e e s s H H A A N N G G W W i , , a a n n d d a a l l s s o o c c o o m m p p u u t t e e s s t t h h e e s s a a m m e e s s h h a a r r e e d d s s e e s s s s i i o o n n k k e e y  y K  i = H  (( g a ) b ) . . 5 5 . . I I n n o o u u r r a a p p p p r r o o a a c c h h , , t t o o e e n n s s u u r r e e d d a a t t a a i i n n t t e e g g r r i i t t y  y i i n n t t h h e e l l a a t t e e t t r r a a n n s s m m i i s s s s i i o o n n , , w w e e e e m m p p l l o o y  y a a H H a a s s h h - - b b a a s s e e d d M M e e s s s s a a g g e e A A u u t t h h e e n n - - t t i i c c a a t t i i o o n n C C o o d d e e ( ( M M A A C C )  ) g g e e n n e e r r a a t t i i o o n n a a l l g g o o r r i i t t h h m m b b y  y u u s s i i n n g g t t h h e e s s h h a a r r e e d d s s e e s s s s i i o o n n k k e e y  y K  i . . T T h h e e g g e e n n e e r r a a t t e e d d M M A A C C , , HMAC  K  i , , i i s s b b a a s s e e d d o o n n t t h h e e m m e e s s s s a a g g e e M  i a a n n d d r r e e c c o o r r d d e e d d t t i i m m e e i i n n s s t t a a n n c c e e o o f f  s s e e n n d d i i n n g g t t h h e e m m e e s s s s a a g g e e T  i , , w w h h e e r r e e T  i i i s s u u s s e e d d t t o o t t h h w w a a r r t t p p o o s s s s i i b b l l e e r r e e p p l l a a y  y a a t t t t a a c c k k s s . . T T h h e e n n , , H H A A N N G G W W i t t r r a a n n s s m m i i t t s s t t h h e e f f  o o l l l l o o w w i i n n g g t t o o t t h h e e B B A A N N G G W W  j . . H H A A N N G G W W i → B B A A N N G G W W j : ( { M  i  T  i } { encr } K  i )  HMAC  K  i B B e e c c a a u u s s e e K  i i i s s s s h h a a r r e e d d b b e e t t w w e e e e n n B B A A N N G G W W j a a n n d d H H A A N N G G W W i i i t t s s e e l l f f  , , B B A A N N G G W W  j c c a a n n v v e e r r i i f f  y  y t t h h e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c i i t t y  y o o f f  t t h h e e s s e e n n d d e e r r a a n n d d i i n n t t e e g g r r i i t t y  y o o f f  M  i . . T T h h u u s s , , i i t t c c a a n n p p r r o o v v i i d d e e t t h h e e N N A A N N G G W W w w i i t t h h t t h h e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t e e d d m m e e s s s s a a g g e e s s . . V V . . S S E E C C U U R R I I T T Y Y A A N N A A L L Y Y S S I I S S I I n n t t h h i i s s s s e e c c t t i i o o n n , , w w e e w w i i l l l l a a n n a a l l y  y z z e e t t h h e e s s e e c c u u r r i i t t y  y o o f f  t t h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d l l i i g g h h t t - - w w e e i i g g h h t t m m e e s s s s a a g g e e a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n s s c c h h e e m m e e t t o o c c h h e e c c k k w w h h e e t t h h e e r r t t h h e e r r e e q q u u i i r r e e d d s s e e c c u u r r i i t t y  y p p r r o o p p e e r r t t i i e e s s c c a a n n b b e e s s a a t t i i s s fi fi e e d d . . • T T   h h  e e  p p  r r   o o  p  p  o o  s s  e e  d d  s s  c c  h h  e e  m m  e e  c c  a a  n n  p p  r r   o o  v v   i i  d d  e e  m m  u u  t t  u u  a a  l l  a a  u u  t t  h h  e e  n n  t t  i i  c c  a a  t t  i i  o o  n n  . . I I n n t t h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d s s c c h h e e m m e e , , s s i i n n c c e e g a i i s s e e n n c c r r y  y p p t t e e d d w w i i t t h h B B A A N N G G W W  j ’ ’ s s p p u u b b l l i i c c k k e e y  y , , o o n n l l y  y i i f f  t t h h e e a a d d o o p p t t e e d d p p u u b b l l i i c c k k e e y  y e e n n c c r r y  y p p t t i i o o n n t t e e c c h h n n i i q q u u e e i i s s s s e e c c u u r r e e , , t t h h e e n n B B A A N N G G W W j i i s s t t h h e e o o n n l l y  y o o n n e e w w h h o o c c a a n n r r e e c c o o v v e e r r g a w w i i t t h h t t h h e e c c o o r r r r e e s s p p o o n n d d i i n n g g p p r r i i v v a a t t e e k k e e y  y . . T T h h e e r r e e f f  o o r r e e , , w w h h e e n n H H A A N N G G W W i r r e e c c e e i i v v e e s s t t h h e e c c o o r r r r e e c c t t g a i i n n S S t t e e p p 3 3 , , H H A A N N G G W W i c c a a n n e e n n s s u u r r e e i i t t s s c c o o u u n n t t e e r r p p a a r r t t i i s s B B A A N N G G W W j . . W W i i t t h h t t h h e e s s a a m m e e r r e e a a s s o o n n , , b b e e c c a a u u s s e e g b i i s s e e n n c c r r y  y p p t t e e d d w w i i t t h h H H A A N N G G W W i ’ ’ s s p p u u b b l l i i c c k k e e y  y , , B B A A N N G G W W  j c c a a n n a a l l s s o o a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t e e H H A A N N G G W W i i i f f  i i t t c c a a n n r r e e c c e e i i v v e e t t h h e e c c o o r r r r e e c c t t g b i i n n S S t t e e p p 4 4 . . D D u u e e t t o o t t h h e e s s e e t t w w o o r r e e a a s s o o n n s s , , t t h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d s s c c h h e e m m e e c c a a n n p p r r o o v v i i d d e e m m u u t t u u a a l l a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n b b e e t t w w e e e e n n H H A A N N G G W W i a a n n d d B B A A N N G G W W  j . . • T T   h h  e e  p p  r r   o o  p  p  o o  s s  e e  d d  s s  c c  h h  e e  m m  e e  c c  a a  n n  a a  l l  s s  o o  e e  s s  t t  a a  b b  l l  i i  s s  h h  a a  s s  e e  m m  a a  n n  t t  i i  c c  - -  s s  e e  c c  u u  r r   e e  s s  h h  a a  r r   e e  d d  k k  e e  y  y  i i  n n  t t  h h  e e  m m  u u  t t  u u  a a  l l  a a  u u  t t  h h  e e  n n  t t  i i  c c  a a  t t  i i  o o  n n  e e  n n  v v   i i  r r   o o  n n  m m  e e  n n  t t  . . T T h h e e s s e e m m a a n n t t i i c c s s e e c c u u r r i i t t y  y o o f f  t t h h e e s s h h a a r r e e d d k k e e y  y u u n n d d e e r r t t h h e e c c h h o o s s e e n n - - p p l l a a i i n n t t e e x x t t a a t t t t a a c c k k s s h h o o w w s s t t h h a a t t a a n n a a d d v v e e r r s s a a r r y  y A c c a a n n ’ ’ t t d d i i s s t t i i n n g g u u i i s s h h t t h h e e a a c c t t u u a a l l s s h h a a r r e e d d k k e e y  y K  i f f  r r o o m m o o n n e e s s r r a a n n d d o o m m l l y  y d d r r a a w w n n f f  r r o o m m t t h h e e s s e e s s s s i i o o n n k k e e y  y s s p p a a c c e e , , w w h h e e n n A i i s s g g i i v v e e n n g a ,g b a a n n d d Z  ∈ G , , w w h h e e r r e e Z  i i s s e e i i t t h h e e r r t t h h e e a a c c t t u u a a l l s s h h a a r r e e d d k k e e y  y K  i o o r r a a r r a a n n d d o o m m v v a a l l u u e e R d d r r a a w w n n f f  r r o o m m t t h h e e s s e e s s s s i i o o n n k k e e y  y s s p p a a c c e e , , a a c c c c o o r r d d i i n n g g t t o o a a r r a a n n d d o o m m b b i i t t β  ∈ { 0 , 1 } , , i i . . e e . . , , Z  = K  i w w h h e e n n β  = 0 , , a a n n d d Z  = R i i s s r r e e t t u u r r n n e e d d w w h h e e n n β  = 1 . . L L e e t t β  ′ ∈ { 0 , 1 } b b e e A ’ ’ s s g g u u e e s s s s o o n n β  . . T T h h e e n n , , t t h h e e s s e e m m a a n n t t i i c c s s e e c c u u r r i i t t y  y i i n n d d i i c c a a t t e e s s Pr[ β  = β  ′ ] = 12 . . N N o o w w , , s s u u p p p p o o s s e e t t h h e e r r e e e e x x i i s s t t s s a a n n a a d d v v e e r r s s a a r r y  y A w w h h o o c c a a n n b b r r e e a a k k t t h h e e s s e e m m a a n n t t i i c c s s e e c c u u r r i i t t y  y o o f f  t t h h e e s s h h a a r r e e d d k k e e y  y w w i i t t h h a a n n o o n n - - n n e e g g l l i i g g i i b b l l e e a a d d v v a a n n t t a a g g e e ε = 2Pr[ β  = β  ′ ] − 1 w w i i t t h h i i n n t t h h e e p p o o l l y  y n n o o m m i i a a l l t t i i m m e e , , w w e e c c a a n n u u s s e e t t h h e e a a d d v v e e r r s s a a r r y  y A ’ ’ s s c c a a p p a a b b i i l l i i t t y  y t t o o s s o o l l v v e e t t h h e e C C D D H H p p r r o o b b l l e e m m , , i i . . e e . . , , g g i i v v e e ( g,g a ,g b ) f f  o o r r u u n n k k n n o o w w n n a,b ∈ Z ∗ q , , t t o o c c o o m m p p u u t t e e g ab ∈ G . . F F i i r r s s t t , , t t h h e e a a d d v v e e r r s s a a r r y  y A i i s s g g i i v v e e n n t t h h e e t t u u p p l l e e ( g,g a ,g b ) , , a a n n d d a a l l s s o o a a l l l l o o w w e e d d t t o o m m a a k k e e q  H  d d i i s s t t i i n n c c t t q q u u e e r r i i e e s s o o n n t t h h e e r r a a n n d d o o m m o o r r a a c c l l e e H i i n n t t h h e e r r a a n n d d o o m m o o r r a a c c l l e e m m o o d d e e l l [ [ 9 9 ] ] . . T T o o c c a a t t e e r r f f  o o r r t t h h e e s s e e r r a a n n d d o o m m o o r r a a c c l l e e q q u u e e r r i i e e s s , , w w e e m m a a i i n n t t a a i i n n a a n n H - - l l i i s s t t . . W W h h e e n n a a n n e e w w q q u u e e r r y  y C  i ∈ G i i s s a a s s k k e e d d , , w w e e c c h h o o o o s s e e a a f f  r r e e s s h h r r a a n n d d o o m m n n u u m m b b e e r r Z  i ∈ G , , s s e e t t H ( C  i ) = Z  i , , p p u u t t ( C  i ,Z  i ) i i n n H - - l l i i s s t t , , a a n n d d r r e e t t u u r r n n Z  i t t o o A . . A A t t s s o o m m e e t t i i m m e e , , w w h h e e n n t t h h e e a a d d v v e e r r s s a a r r y  y A m m a a k k e e s s a a q q u u e e r r y  y o o n n t t h h e e s s e e s s s s i i o o n n k k e e y  y , , w w e e fl fl i i p p a a c c o o i i n n β  ∈ { 0 , 1 } , , a a n n d d r r e e t t u u r r n n a a r r a a n n d d o o m m v v a a l l u u e e Z  ⋆ ∈ G . . L L e e t t E  d d e e n n o o t t e e t t h h e e e e v v e e n n t t t t h h a a t t C  = g ab h h a a s s b b e e e e n n q q u u e e r r i i e e d d b b y  y A t t o o t t h h e e r r a a n n d d o o m m o o r r a a c c l l e e H . . I I f f  t t h h e e e e v v e e n n t t E  d d o o e e s s n n o o t t o o c c c c u u r r , , A h h a a s s n n o o i i d d e e a a o o n n t t h h e e s s e e s s s s i i o o n n k k e e y  y K  i = H  ( g ab ) , , t t h h e e n n w w e e h h a a v v e e Pr[ β  = β  ′ | ¯ E  ] =12 a a n n d d Pr[ β  = β  ′ ] = Pr[ β  = β  ′ |E  ] · Pr[ E  ] + Pr[ β  = β  ′ | ¯ E  ] · Pr[¯ E  ]= Pr[ β  = β  ′ |E  ] · Pr[ E  ] +12 · Pr[¯ E  ] ≤ Pr[ E  ] +12 · (1 − Pr[ E  ]) =12+Pr[ E  ]2 I I n n a a d d d d i i t t i i o o n n , , s s i i n n c c e e ε = 2Pr[ β  = β  ′ ] − 1 ⇒ Pr[ β  = β  ′ ] =12+ ε 2 W W e e h h a a v v e e Pr[ E  ] ≥ ε . . B B e e c c a a u u s s e e H - - l l i i s s t t c c o o n n t t a a i i n n s s q  H  e e n n t t r r i i e e s s , , w w e e c c a a n n p p i i c c k k u u p p t t h h e e c c o o r r r r e e c c t t C  i = g ab a a n n d d s s o o l l v v e e t t h h e e C C D D H H c c h h a a l l l l e e n n g g e e w w i i t t h h t t h h e e s s u u c c c c e e s s s s p p r r o o b b a a b b i i l l i i t t y  y 1 /q  H  g g i i v v e e n n t t h h e e e e v v e e n n t t E  o o c c c c u u r r s s . . C C o o m m b b i i n n i i n n g g t t h h e e a a b b o o v v e e p p r r o o b b a a b b i i l l i i t t i i e e s s t t o o g g e e t t h h e e r r , , w w e e h h a a v v e e Succ CDH = 1 /q  H  · Pr[ E  ] ≥ εq  H  H H o o w w e e v v e e r r , , t t h h i i s s r r e e s s u u l l t t c c o o n n t t r r a a d d i i c c t t s s w w i i t t h h t t h h e e C C D D H H a a s s s s u u m m p p t t i i o o n n . . T T h h e e r r e e f f  o o r r e e , , t t h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d s s c c h h e e m m e e c c a a n n a a l l s s o o e e s s t t a a b b l l i i s s h h a a s s e e m m a a n n t t i i c c - - s s e e c c u u r r e e s s h h a a r r e e d d k k e e y  y . . N N o o t t e e t t h h a a t t , , i i f f  e e i i t t h h e e r r H H A A N N G G W W i o o r r B B A A N N G G W W j i i s s c c o o m m p p r r o o m m i i s s e e d d i i n n t t h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d s s c c h h e e m m e e , , t t h h e e m m u u t t u u a a l l a a u u t t h h e e n n t t i i c c a a t t i i o o n n e e n n v v i i r r o o n n m m e e n n t t c c a a n n ’ ’ t t b b e e a a c c h h i i e e v v e e d d . . H H o o w w e e v v e e r r , , t t h h e e c c o o m m p p r r o o m m i i s s e e o o f f  e e i i t t h h e e r r H H A A N N G G W W i o o r r B B A A N N G G W W j ’ ’ s s p p r r i i v v a a t t e e k k e e y  y d d o o e e s s n n o o t t a a f f  f f  e e c c t t t t h h e e s s e e c c u u r r i i t t y  y o o f f  t t h h e e p p r r e e v v i i o o u u s s s s e e s s s s i i o o n n k k e e y  y s s . . A A s s a a r r e e s s u u l l t t , , t t h h e e p p r r o o p p o o s s e e d d s s c c h h e e m m e e a a l l s s o o a a c c h h i i e e v v e e s s p p e e r r f f  e e c c t t f f  o o r r w w a a r r d d s s e e c c r r e e c c y  y [ [ 8 8 ] ] . . • T T   h h  e e  p p  r r   o o  p  p  o o  s s  e e  d d  s s  c c  h h  e e  m m  e e  c c  a a  n n  a a  l l  s s  o o  p p  r r   o o  v v   i i  d d  e e  a a  n n  a a  u u  t t  h h  e e  n n  t t  i i  - -  c c  a a  t t  e e  d d  a a  n n  d d  e e  n n  c c  r r   y  y  p  p  t t  e e  d d  c c  h h  a a  n n  n n  e e  l l  f f   o o  r r   t t  h h  e e  l l  a a  t t  e e  s s  u u  c c  c c  e e  s s  s s  i i  v v   e e  t t  r r   a a  n n  s s  - -  m m  i i  s s  s s  i i  o o  n n  . . B B e e c c a a u u s s e e b b o o t t h h H H A A N N G G W W i a a n n d d B B A A N N G G W W j h h o o l l d d t t h h e e i i r r s s h h a a r r e e d d s s e e s s s s i i o o n n k k e e y  y K  i , , t t h h e e l l a a t t e e t t r r a a n n s s m m i i s s s s i i o o n n ( { M  i  T  i } { encr } K  i )  HMAC  K  i c c a a n n a a c c h h i i e e v v e e n n o o t t o o n n l l y  y t t h h e e c c o o n n - - fi fi d d e e n n t t i i a a l l i i t t y  y b b u u t t a a l l s s o o t t h h e e i i n n t t e e g g r r i i t t y  y . . M M e e a a n n w w h h i i l l e e , , t t h h e e e e m m b b e e d d d d e e d d t t i i m m e e s s t t a a m m p p T  i c c a a n n a a l l s s o o t t h h w w a a r r t t t t h h e e p p o o s s s s i i b b l l e e r r e e p p l l a a y  y a a t t t t a a c c k k s s . .
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