امنیت شبکه های حسگر بی سیم

شبکه های حسگر بی سیم در حقیقت از گره های کوچکی با قابلیت های حس کردن، پردازش و محاسبه کردن تشکیل شده است. پیشرفت های اخیر در فناوری ساخت مدارهای مجتمع در اندازه های کوچک از یکسو و توسعه فناوری ارتباطات بی سیم از سوی دیگر زمینه ساز طراحی شبکه های حس/کار بی سیم شده است. 

 

شبکه حسگر بی سیم (WSN) به گروهی از حسگرهای پراکنده مکانی و اختصاصی برای نظارت و ضبط شرایط فیزیکی محیط و سازماندهی داده های جمع آوری شده در یک مکان مرکزی گفته می شود. شبکه های WSN شرایط محیطی مانند دما ، صدا ، سطح آلودگی ، رطوبت ، باد و غیره را اندازه گیری می کنند.

 

شبکه های حسگر از دستگاه های الکترونیکی بی سیم کوچک و کم هزینه ای تشکیل شده اند که قادر به جمع آوری اطلاعات محیطی و ارسال آنها به یک ایستگاه پایه هستند. توانایی های محاسباتی و ارتباطی محدودی که هزینه و اندازه آنها کاهش می یابد ، مجموعه ای از چالش های مربوط به منابع را در عملکرد و کارایی آنها ایجاد می کند ، چه رسد به امنیت.

 

استقرار شبکه های حسگر بی سیم

شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSN) سیستم‌های بدون زیرساخت و کاملاً توزیع‌شده از گره‌های خودتنظیم‌پذیر و خودسازمان‌دهی‌شده هستند که می‌خواهند داده‌های دستگاه‌های IoT را از طریق هوا به اشتراک بگذارند. WSN متشکل از حسگرهای ناهمگن/همگن است که در یک منطقه خاص پراکنده شده اند تا پدیده هایی مانند آتشفشان ها، فشار، صدا، دما و آلودگی را بررسی کنند و سپس داده های خود را برای تجزیه و تحلیل و تصمیم گیری به یک مکان مرکزی منتقل کنند.

استقرار WSN ها اغلب در مکان های دشوار مانند مناطق فاجعه، میدان های جنگ، مناطق درگیری و مناطق آتشفشانی استفاده می شود که نیاز به جمع آوری داده های کارآمد دارند. با این حال، WSN ها با چالش های زیادی مانند تأخیر، چندوظیفه و کیفیت داده مواجه هستند.

انواع شبکه های حسگر بی سیم کدامند؟

انواع شبکه های WSN (شبکه های حسگر بی سیم):

شبکه های WSN زمینی.
شبکه های WSN زیرزمینی.
شبکه های WSN زیر آب.
شبکه های WSN چندرسانه ای.
شبکه های WSN موبایل.

شبکه حسگر بی سیم چگونه کار می کند؟

شبکه های حسگر بی سیم دسته ای از شبکه های بی سیم ویژه است. یک شبکه موقت بی سیم مجموعه ای از گره های بی سیم است که مستقیماً از طریق یک کانال بی سیم مشترک ارتباط برقرار می کنند. … برای شبکه های WSN ، نظارت و جمع آوری داده ها در اولویت قرار دارند ، در حالی که شبکه های ad hoc معمول بیشتر روی جنبه های ارتباطی تمرکز دارند.

کاربرد شبکه های حسگر بی سیم

شبکه های حسگر بی سیم دارای گره های حسگر وابسته به خود در فضا هستند که در شرایط نامساعد برای کنترل شرایط محیطی مانند سر و صدا ، دما و فشار به راحتی قابل استفاده هستند. این گره ها قادر به انتقال داده ها از یک گره به گره دیگر بدون هیچگونه محیط فیزیکی هستند. برای انتقال داده ها از مبدا به مقصد ، گره منبع می تواند مستقیماً با گره مقصد تعامل داشته باشد یا ممکن است با گره های روتر که به عنوان رابط بین گره های مبدا و مقصد عمل می کنند ، تعامل داشته باشد.

چنین شبکه ای با گره های روتر به شبکه های چند هاپ معروف است. WSN دروازه ای را فراهم می کند که به عنوان رابط بین کاربر نهایی برای پردازش داده های منتقل شده توسط گره های حسگر عمل می کند. چنین شبکه هایی محدودیت هایی را ایجاد می کند. با گسترش گسترده گره ها ، WSN ها در معرض حملات مخرب مختلفی قرار می گیرند از جمله گره مخرب می توانند به راحتی وارد شبکه شوند و گره رقیب به عنوان یکی از گره های شبکه پوشانده شود و سایر گره های موجود در شبکه و ازدحام شبکه را به اشتباه هدایت کند. به دلیل وجود تعداد زیادی گره در WSN ، امنیت باید در سطوح مختلف ارائه شود که پیچیده است.

امنیت شبکه های حسگر بی سیم

امنیت WSN یکی از پارامترهای کلیدی است، به ویژه در پروتکل مسیریابی، زیرا اطمینان از امنیت داده های ارسال شده و نحوه انتقال ایمن آن برای کاهش حملات بسیار مهم است. چارچوبی که به عنوان یک ابزار شبیه سازی کار می کند نتیجه خوبی را نشان می دهد و تعامل کارآمد بین MEC و WSN را ثابت کرده است. ما نتایج را با روش‌های سنتی مقایسه می‌کنیم، که نشان داد از آنها بهتر عمل می‌کند.

به منظور حفاظت از امنیت اطلاعات شبکه و بهبود امنیت شبکه‌های حسگر بی‌سیم، بر اساس سیستم‌های آشفته، یک الگوریتم حسگر بی‌سیم مبتنی بر رمزگذاری هویت بهبودیافته را پیشنهاد می‌کنیم. ابتدا، اصل اساسی نقشه‌برداری سیستم آشوب‌انگیز به طور خاص تحلیل می‌شود. دو سیستم نگاشت آشفته برای به دست آوردن سیستم نقشه برداری هیبریدی آشفته با توجه به تقاضای شبکه سنجش بی سیم اصلاح می شوند. پس از آن، یک چارچوب و کلید رمزگذاری طراحی شده و سیستم نقشه برداری ترکیبی برای رمزگذاری داده ها بر روی چارچوب رمزگذاری اعمال می شود. به این ترتیب طول الگوریتم رمزگذاری طولانی تر شده و قابلیت دفاع محتوای رمزگذاری شده بهبود می یابد.

اکثر طرح ها و تکنیک های امنیتی موجود برای محدودیت های طراحی سنسورها نامناسب ارزیابی شده و نیاز به بازطراحی دقیق دارند. یکی از اهداف این فصل کمک به سازمانها در طراحی ، پیاده سازی و ارزیابی سیستمهای تشخیص نفوذ حسگرهای بی سیم است که هدف آنها انتقال بار محاسباتی عملیات از سنسورها به ایستگاه پایه است.

 

وظیفه تشخیص نفوذ در شبکه های حسگر پیچیده تر می شود ، زیرا مصرف برق طول سنسورها و از این رو طول عمر شبکه را تعیین می کند. در نتیجه ، هرگونه عملکرد اضافی باید با کمترین حد ممکن از رادیو (خشمگین ترین مولفه حسگر از نظر انرژی) استفاده کند ، در حالی که به کمترین حافظه امکان پذیر نیاز دارد. علاوه بر این ، نیاز به پروتکل های ارتباطی سبک منجر به هدرهای کوچکتر از سایر طرح های شبکه می شود. این فصل همچنین سعی دارد مجموعه ای از معیارها را در مورد مصرف انرژی ، نیازهای حافظه ، الگوهای طراحی ، ویژگی های امنیتی ارائه شده و موارد مشابه ایجاد کند تا هنگام مقایسه پروتکل ها و برنامه های امنیتی شبکه حسگر بی سیم ، یک مرجع مشترک در بین محققان و توسعه دهندگان داشته باشد.