Molecular communication is a promising solution to enable intra-body communications among nanomachines. However, malicious and non-cooperative receivers can degrade the performance, compromising these systems' security. Analyzing the communication and security performance of these systems requires accurate channel models. However, such models are not present in the literature. In this work, we develop an analytical framework to derive the hitting probability of a molecule on a fully absorbing receiver (FAR) in the presence of other FARs, which can be either be cooperative or malicious. We first present an approximate hitting probability expression for the 3-FARs case. A simplified expression is obtained for the case when FARs are symmetrically positioned. Using the derived expressions, we study the impact of malicious receivers on the intended receiver and discuss how to minimize this impact to obtain a secure communication channel. We also study the gain that can be obtained by the cooperation of these FARs. We then present an approach to extend the analysis for a system with N FARs. The derived expressions can be used to analyze and design multiple input/output and secure molecular communication systems.


翻译:然而,恶意和非合作接收器可以降低性能,损害这些系统的安全性。分析这些系统的通信和安全性能需要精确的信道模型。然而,文献中没有这种模型。在这项工作中,我们开发了一个分析框架,以便在其他FARs在场的情况下,从完全吸收接收器(FAR)的分子的撞击概率中得出一个完全吸收的分子的概率,这种概率可以是合作性的,也可以是恶意的。我们首先为3-FARs案提出了一个大致的触碰概率表达方式。当FARs处于对称状态时,可以获得一个简化的表达方式。我们利用衍生的表达方式,研究恶意接收器对预定接收器的影响,并讨论如何尽量减少这种影响,以获得一个安全的通信渠道。我们还研究这些FARs的合作所能得到的收益。然后我们提出一种方法,以扩大与NFARs系统的分析。衍生的表达方式可用于分析和设计多种输入/输出和安全的分子通信系统。

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