Un protocolo seguro contra el comportamiento egoísta y contaminante de los atacantes en WSNs agrupadas
Autores: Rhim, Hana; Sauveron, Damien; Abassi, Ryma; Tamine, Karim; Guemara, Sihem
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un protocolo seguro contra el comportamiento egoísta y contaminante de los atacantes en WSNs agrupadas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Redes de sensores inalámbricos
Recursos energéticos
Enrutamiento seguro
Jefes de clúster
Estación base
Atacante de contaminación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Las redes de sensores inalámbricos se han utilizado ampliamente para aplicaciones en numerosos campos. Uno de los principales desafíos es la limitación de los recursos energéticos al diseñar enrutamiento seguro en dichas redes. La organización jerárquica de nodos en la red puede hacer un uso eficiente de sus recursos. En este caso, un subconjunto de nodos, los jefes de clúster (), se encarga de transmitir mensajes desde los nodos del clúster a la estación base (). Sin embargo, la existencia de nodos atacantes egoístas o de contaminación en la red provoca fallos en la transmisión de datos y daña la disponibilidad e integridad de la red. Principalmente, cuando nodos críticos como los nodos se comportan mal al negarse a reenviar datos a la , al modificar datos en tránsito o al inyectar datos contaminados, toda la red se vuelve defectuosa. Este documento presenta un protocolo seguro contra el comportamiento egoísta y de ataque de contaminación en clústeres , conocido como (). Su objetivo es frustrar tanto el comportamiento egoísta como el de ataque de contaminación, siendo el primero una forma de ataque de Denegación de Servicio (). Además, mantiene un nivel de confidencialidad contra espías. Basado en una técnica de codificación de red lineal aleatoria (), el protocolo utiliza matrices pre-cargadas dentro de los nodos de los sensores para concebir un mayor número de nuevos paquetes a partir de un conjunto de paquetes de datos iniciales, creando así redundancia de datos. Luego, los transmite a través de rutas separadas hacia la . Además, detecta nodos mal comportados entre los y ejecuta un mecanismo de castigo utilizando un contador de control. El análisis de seguridad y los resultados de simulación demuestran que la solución propuesta no solo es capaz de prevenir y detectar ataques, así como ataques de contaminación, sino que también puede mantener un enrutamiento escalable y estable para redes grandes. El protocolo significa que el 100% de los mensajes se recuperan y reciben correctamente en la cuando el porcentaje de paquetes perdidos es alrededor del 20%. Además, cuando el número de nodos mal comportados que ejecutan ataques de contaminación alcanza un cierto umbral, obtiene una tasa de recepción de mensajes correctamente reconstruidos igual al 100%. Si el protocolo no se aplica, la tasa de recepción de mensajes correctamente reconstruidos se reduce en un 90% en el mismo caso.
Descripción
Las redes de sensores inalámbricos se han utilizado ampliamente para aplicaciones en numerosos campos. Uno de los principales desafíos es la limitación de los recursos energéticos al diseñar enrutamiento seguro en dichas redes. La organización jerárquica de nodos en la red puede hacer un uso eficiente de sus recursos. En este caso, un subconjunto de nodos, los jefes de clúster (), se encarga de transmitir mensajes desde los nodos del clúster a la estación base (). Sin embargo, la existencia de nodos atacantes egoístas o de contaminación en la red provoca fallos en la transmisión de datos y daña la disponibilidad e integridad de la red. Principalmente, cuando nodos críticos como los nodos se comportan mal al negarse a reenviar datos a la , al modificar datos en tránsito o al inyectar datos contaminados, toda la red se vuelve defectuosa. Este documento presenta un protocolo seguro contra el comportamiento egoísta y de ataque de contaminación en clústeres , conocido como (). Su objetivo es frustrar tanto el comportamiento egoísta como el de ataque de contaminación, siendo el primero una forma de ataque de Denegación de Servicio (). Además, mantiene un nivel de confidencialidad contra espías. Basado en una técnica de codificación de red lineal aleatoria (), el protocolo utiliza matrices pre-cargadas dentro de los nodos de los sensores para concebir un mayor número de nuevos paquetes a partir de un conjunto de paquetes de datos iniciales, creando así redundancia de datos. Luego, los transmite a través de rutas separadas hacia la . Además, detecta nodos mal comportados entre los y ejecuta un mecanismo de castigo utilizando un contador de control. El análisis de seguridad y los resultados de simulación demuestran que la solución propuesta no solo es capaz de prevenir y detectar ataques, así como ataques de contaminación, sino que también puede mantener un enrutamiento escalable y estable para redes grandes. El protocolo significa que el 100% de los mensajes se recuperan y reciben correctamente en la cuando el porcentaje de paquetes perdidos es alrededor del 20%. Además, cuando el número de nodos mal comportados que ejecutan ataques de contaminación alcanza un cierto umbral, obtiene una tasa de recepción de mensajes correctamente reconstruidos igual al 100%. Si el protocolo no se aplica, la tasa de recepción de mensajes correctamente reconstruidos se reduce en un 90% en el mismo caso.