Un modelo de juego de Stackelberg asistido por UAV para asegurar redes de salud loMT
Autores: Shaikh, Jamshed Ali; Wang, Chengliang; Khan, Muhammad Asghar; Mohsan, Syed Agha Hassnain; Ullah, Saif; Chelloug, Samia Allaoua; Muthanna, Mohammed Saleh Ali; Muthanna, Ammar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un modelo de juego de Stackelberg asistido por UAV para asegurar redes de salud loMT
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Internet de las cosas médicas
Sistemas de salud
Vehículos aéreos no tripulados
Infraestructura de comunicación
Protocolos de comunicación seguros
Escenarios de emergencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Por un lado, el Internet de las Cosas Médicas (IoMT) en los sistemas de salud ha surgido como una tecnología prometedora para monitorear la salud de los pacientes y proporcionar servicios médicos confiables, especialmente en áreas remotas y desatendidas. Por otro lado, en escenarios de desastre, la pérdida de infraestructura de comunicación puede dificultar el establecimiento de una comunicación confiable y la prestación de servicios de primeros auxilios oportunos. Para abordar este desafío, se han adoptado vehículos aéreos no tripulados (UAV) para ayudar a los centros hospitalarios a brindar atención médica en áreas de difícil acceso. A pesar del potencial de los UAV para mejorar los servicios médicos en escenarios de emergencia, sus recursos limitados hacen que su seguridad sea crítica. Por lo tanto, el desarrollo de protocolos de comunicación seguros y eficientes para redes IoMT utilizando UAV es un área de investigación vital que puede ayudar a garantizar servicios médicos confiables y oportunos. En este documento, presentamos un novedoso algoritmo de teoría de juegos basado en la seguridad de Stackelberg, llamado Stackelberg ad hoc on-demand distance vector (SBAODV), para detectar y recuperar datos afectados por ataques de agujero negro en redes IoMT utilizando UAV. Nuestro esquema propuesto utiliza el equilibrio de Stackelberg sustancial (SSE) para formular estrategias que protejan el sistema contra ataques. Evaluamos el rendimiento de nuestro esquema SBAODV propuesto y lo comparamos con esquemas de enrutamiento existentes. Nuestros resultados demuestran que nuestro esquema propuesto supera a los esquemas existentes en cuanto a la tasa de entrega de paquetes (PDR), carga de red, rendimiento, tasa de detección y retraso de extremo a extremo. Específicamente, nuestro protocolo SBAODV propuesto logra un PDR del 97%, un rendimiento que varía de 77.7 kbps a 87.3 kbps, y hasta un 95% de tasa de detección de ataques maliciosos con el mayor número de nodos. Además, nuestro esquema SBADOV propuesto ofrece una carga de red significativamente menor (del 7% al 30%) y un retraso de extremo a extremo (de hasta el 30%) en comparación con los esquemas de enrutamiento existentes. Estos resultados demuestran la eficiencia y efectividad de nuestro esquema propuesto para garantizar una comunicación confiable y segura en escenarios de emergencia de IoMT utilizando UAV.
Descripción
Por un lado, el Internet de las Cosas Médicas (IoMT) en los sistemas de salud ha surgido como una tecnología prometedora para monitorear la salud de los pacientes y proporcionar servicios médicos confiables, especialmente en áreas remotas y desatendidas. Por otro lado, en escenarios de desastre, la pérdida de infraestructura de comunicación puede dificultar el establecimiento de una comunicación confiable y la prestación de servicios de primeros auxilios oportunos. Para abordar este desafío, se han adoptado vehículos aéreos no tripulados (UAV) para ayudar a los centros hospitalarios a brindar atención médica en áreas de difícil acceso. A pesar del potencial de los UAV para mejorar los servicios médicos en escenarios de emergencia, sus recursos limitados hacen que su seguridad sea crítica. Por lo tanto, el desarrollo de protocolos de comunicación seguros y eficientes para redes IoMT utilizando UAV es un área de investigación vital que puede ayudar a garantizar servicios médicos confiables y oportunos. En este documento, presentamos un novedoso algoritmo de teoría de juegos basado en la seguridad de Stackelberg, llamado Stackelberg ad hoc on-demand distance vector (SBAODV), para detectar y recuperar datos afectados por ataques de agujero negro en redes IoMT utilizando UAV. Nuestro esquema propuesto utiliza el equilibrio de Stackelberg sustancial (SSE) para formular estrategias que protejan el sistema contra ataques. Evaluamos el rendimiento de nuestro esquema SBAODV propuesto y lo comparamos con esquemas de enrutamiento existentes. Nuestros resultados demuestran que nuestro esquema propuesto supera a los esquemas existentes en cuanto a la tasa de entrega de paquetes (PDR), carga de red, rendimiento, tasa de detección y retraso de extremo a extremo. Específicamente, nuestro protocolo SBAODV propuesto logra un PDR del 97%, un rendimiento que varía de 77.7 kbps a 87.3 kbps, y hasta un 95% de tasa de detección de ataques maliciosos con el mayor número de nodos. Además, nuestro esquema SBADOV propuesto ofrece una carga de red significativamente menor (del 7% al 30%) y un retraso de extremo a extremo (de hasta el 30%) en comparación con los esquemas de enrutamiento existentes. Estos resultados demuestran la eficiencia y efectividad de nuestro esquema propuesto para garantizar una comunicación confiable y segura en escenarios de emergencia de IoMT utilizando UAV.