دانلود ترجمه مقاله امنیت در شبکه حسگر بیسیم (آی تریپل ای ۲۰۲۲)

امنیت در شبکه حسگر بیسیم: نگاه فعلی

Security in Wireless Sensor Network: A Current Look

چکیده

۱ مقدمه

۲ معماری شبکه حسگر بی سیم (WSN)

۳ مسائل امنیتی شبکه حسگر بی سیم (WSN)

۴ طبقه بندی لایه ای حملات به شبکه حسگر بی سیم (WSN)

۵ الگوریتمهای رمزنگاری سبک وزن

۶ مسائل پژوهشی

۷ نتیجه گیری

منابع

چکیده

     شبکه حسگر بی سیم (WSN) برای خودکار سازی و بهبود قابلیتهای جمع ‌آوری اطلاعات در پروژه ‌های شاخصی از قبیل پایش پزشکی، صنایع، تحقیقات و آزمایشات علمی، کارخانه ها، حمل و نقل و غیره استفاده می‌ شود. بازی واقعیت افزوده (AR )، واقعیت مجازی (VR)، دستگاه های پوشیدنی، شهرهای هوشمند، و کشاورزی هوشمند، برخی از برنامه های جدیدتر آن هستند. دولتها نیز در برنامه های نظامی خود، از شبکه حسگر بی سیم (WSN) برای جمع آوری داده ها و اطلاعات استفاده می کنند. گره های WSN در سطح گسترده ای استفاده می شوند، و از آنجاییکه ارزان، پودمانی، قابل برنامه ریزی، قابل پیکره بندی و اد هاک هستند، می توانند در یک محیط باز با اتصال بی سیم و غیره نیز استفاده شوند. این ویژگیها سبب شده که WSN به آسانی مورد حمله مهاجمان قرار بگیرد. داده های جمع آوری شده توسط WSN برای افراد یا سازمانها، داده های خصوصی یا حساسی هستند. از این رو، امنیت مسئله مهمی در تحقیقات WSN در نظر گرفته می شود. در این مقاله، یک مرور اجمالی بر امنیت WSN را ارائه می دهیم. ابتدا WSN و معماری آن را معرفی می کنیم. سپس، در مورد طبقه ‌بندی لایه ‌ای حملات امنیتی و تکنیکهای کاهشی محتمل به بحث می پردازیم تا بتوانیم حملات و شدت آنها را درک کنیم. برای حفظ امنیت WSN، الگوریتمهای رمزنگاری سبک وزن را از نظر شایستگی، عملکرد، نیاز به باتری و موارد دیگر مورد تحلیل و بررسی قرار می دهیم.

معماری شبکه حسگر بی سیم (WSN)
     پشته های شبکه به صورت لایه ‌هایی تقسیم می‌ شوند تا پیچیدگیها و مسئولیتها در لایه ‌های مختلف را از هم تفکیک کنند، و همچنین اشکال ‌زدایی و نگهداری آسان ‌تر از پشته ها را میسر سازند. مدل OSI و TCP/IP از بارز ترین پشته های شبکه هستند. پشته شبکه WSN نیز همانند مدل OSI که در شکل ۱ نشان داده شده به صورت معماری پنج لایه ای تقسیم می شود.

• لایه فیزیکی در WSN همانند مدل OSI است و پایین ترین لایه در پشته شبکه است. این لایه، لینکی را برای ارتباط بین موتها و دریافت/ ارسال داده ها بصورت دو دویی ایجاد می کند. علاوه براین، وظایفی همچون جستجوی گستره مناسب فرکانس برای انتقال داده ها، تولید فرکانس حامل برای ارسال داده ها، منحرف کردن سیگنالها، مدولاسیون سیگنالها، رمزنگاری داده ها و دریافت سیگنال داده ها را بر عهده دارد.
• لایه لینک داده ها وظایف مختلفی را بر عهده دارد که عبارتند از: مالتی پلکس سازی سیگنال داده ها، تشخیص تصادم، تشخیص چارچوب داده ها، کنترل خطا، کنترل دسترسی به یک محیط انتقال (MAC) و ارائه ارتباطات مطمئن نقطه به نقطه و یک نقطه به چند نقطه.
• لایه شبکه وظایفی مانند تخصیص آدرس شبکه را بر عهده دارد، که مبتنی بر داده یا مکان هستند نه یک شماره I.D منحصربفرد، به این دلیل که اندازه شبکه WSN می تواند بسیار بزرگ باشد، ارتباط بین شبکه ای با شبکه های خارجی دارد و ارسال بسته های داده را مدیریت و کنترل می کند.
• لایه حمل ملزم به ارائه اطلاعات برای نقل و انتقال مطمئن بسته های داده است. مسیریابی بسته های داده توسط لایه شبکه از طریق اطلاعات عبوری از لایه حمل انجام می شود. اگرچه قابلیت اطمینان انتقال داده ها از مبدا به مقصد را با توجه به عدم وجود یک طرح منحصربفردآدرس دهی جهانی، مقیاس پذیری شبکه، اتلاف توان و موارد دیگر نمی توان مانند قابلیت اطمینان لایه انتقال در مدل OSI تضمین کرد. اما لایه حمل WSN می تواند یک قابلیت اطمینان متمرکز را تضمین کند.
• بالاترین لایه در پشته WSN ، لایه کاربرد است. این لایه، چگونگی ساختار بندی و قالب بندی داده ها را قبل از ارسال به گره های دیگر در شبکه کنترل می کند و قالب و ساختار داده هایی که از گره های دیگر دریافت می شوند را تعیین می کند. این لایه به عنوان یک واحد قابل برنامه ریزی عمل می کند که همه لایه های دیگر موجود در WSN را جدا می کند و اجرای برنامه های مختلف و تعامل کاربر با آن را میسر می سازد.