ABSTRACT
CONTENTS 25.1 Regulatory Limitations and Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606 25.2 What’s at Stake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 607 25.3 Architectural Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608
25.3.1 Acquiring Reliable Spectrum Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 25.3.1.1 Geolocated Databases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 25.3.1.2 Spectrum Sensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 25.3.1.3 Spectrum Sensing with Information Sharing . . . . . . . . . . . . . . . . . 609
25.3.2 Securely Connecting to the Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 25.3.2.1 Centralized . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610 25.3.2.2 Decentralized . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610
25.4 Current Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610 25.4.1 IEEE 802.11af . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610 25.4.2 IEEE 802.22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
25.5 Attacks and Defenses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611 25.5.1 Primary User Emulation (PUE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611
25.5.1.1 Energy Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612 25.5.1.2 Feature Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613 25.5.1.3 Signal Watermarking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 25.5.1.4 Helper Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617 25.5.1.5 Reminder of Non-modification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617
25.5.2 Spectrum Data Falsification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618 25.5.2.1 Centralized Spectrum Information Sharing (Fusion Centers) . . 618 25.5.2.2 Decentralized Spectrum Information Sharing . . . . . . . . . . . . . . . . 619
25.5.3 Jamming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619 25.5.4 Spectrum Information Database Attacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619
25.5.5 Cognitive Engine Attacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 620 25.5.6 Cross-Layer Attacks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621
25.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622
Security is now widely recognized as being a major issue in all electronic devices and systems. Each domain has its own set of security issues, and each domain’s set of issues can vary to the point of being totally distinct from another’s. Spectrum sharing includes many security issues that may not be immediately obvious because they are not present in the everyday domain of desktop, server, mobile security, or even typical wireless security. This can be attributed to the still recent status of spectrum sharing in comparison to other areas.
