ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

استعراض مسببات هدر الطاقة في شبكات الحساسات اللاسلكية و تصنيف بعض الهجمات التي تستهدف منابع الطاقة المعتمدة على البروتوكول B-MAC

Review of the causes of energy waste in WSN and classification of some attacks that target source of energy based on B-MAC protocol

1231   0   38   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2013
  مجال البحث الهندسة المعلوماتية
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

نظراً للتطور التقني أصبحت شبكات الحساسات اللاسلكية WSN واسعة الانتشار، و أصبحت تستخدم في شتى المجالات المدنية و العسكرية و البحث العلمي. و مثل كل الشبكات فهي عرضه للاختراق، لكن تركيبتها البسيطة (قدرة المعالج و الذاكرة) تفرض إيجاد تقنيات لصد الهجمات غير التقنيات المستخدمة في الشبكات العادية. تهتم معظم أبحاث الأمان في شبكات الحساسات على سرية و سلامة البيانات، في هذا البحث سنقوم بالتركيز على الهجمات التي تستهدف موارد الطاقة و التي يطلق عليها اسم Denial of sleep (DoS) رفض الدخول بوضع الإثبات، و هي من أخطر الهجمات التي يمكن أن تتعرض لها، إذ يقوم المهاجم بإجبار الحساسات على العمل بشكل مستمر حتى تستنفد كامل مدخراتها. قمنا في هذا البحث باستعراض مسببات هدر الطاقة في WSN و تصنيف الهجمات التي تستهدف منابع الطاقة و قمنا ببناء أنموذج محاكاة لتحليل استجابة البروتوكول B-MAC (الأوسع انتشارأ) لهجمات رفض الدخول في وضع الإثبات.


ملخص البحث
تتناول هذه الدراسة موضوع شبكات الحساسات اللاسلكية (WSN) التي أصبحت واسعة الانتشار في العديد من المجالات المدنية والعسكرية والبحثية. نظرًا لبساطة تركيبتها، فإنها تحتاج إلى تقنيات خاصة للحماية من الهجمات التي تستهدف موارد الطاقة، والتي تُعرف بهجمات رفض الدخول في وضع الإثبات (DoS). يركز البحث على تحليل البروتوكول B-MAC، وهو أحد البروتوكولات الشائعة في شبكات الحساسات اللاسلكية، وكيفية استجابته لهجمات رفض الدخول في وضع الإثبات. تم بناء نموذج محاكاة باستخدام بيئة OMNet++ والبنية MiXiM لتحليل تأثير هذه الهجمات على استهلاك الطاقة في الشبكة. أظهرت النتائج أن الهجمات من النوع الثالث (معلومات كاملة عن البروتوكول والشبكة مخترقة) هي الأكثر تأثيرًا على استهلاك الطاقة وتؤدي إلى تعطل الشبكة بشكل أسرع مقارنة بالأنواع الأخرى من الهجمات. يوصي البحث بضرورة تطوير آليات للكشف عن هذه الهجمات وصدها لضمان استمرارية عمل الشبكة.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: على الرغم من أن البحث يقدم تحليلًا شاملاً لهجمات رفض الدخول في وضع الإثبات وتأثيرها على شبكات الحساسات اللاسلكية، إلا أنه كان من الممكن توسيع نطاق الدراسة لتشمل بروتوكولات أخرى غير B-MAC لتحليل مدى تأثير الهجمات على بروتوكولات متنوعة. كما أن البحث اعتمد بشكل كبير على المحاكاة، وكان من الممكن تعزيز النتائج بإجراء تجارب ميدانية للحصول على بيانات أكثر واقعية. بالإضافة إلى ذلك، كان من الممكن تقديم توصيات أكثر تحديدًا حول كيفية تحسين بروتوكول B-MAC لمواجهة هذه الهجمات بشكل أكثر فعالية.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الهجمات التي يركز عليها البحث في شبكات الحساسات اللاسلكية؟

    يركز البحث على الهجمات التي تستهدف موارد الطاقة في شبكات الحساسات اللاسلكية، والتي تُعرف بهجمات رفض الدخول في وضع الإثبات (DoS).

  2. ما هو البروتوكول الذي تم تحليله في البحث؟

    تم تحليل بروتوكول B-MAC في البحث، وهو أحد البروتوكولات الشائعة في شبكات الحساسات اللاسلكية.

  3. ما هي بيئة المحاكاة المستخدمة في البحث؟

    استخدمت بيئة المحاكاة OMNet++ والبنية MiXiM لتحليل تأثير الهجمات على استهلاك الطاقة في الشبكة.

  4. ما هي التوصيات التي قدمها البحث؟

    يوصي البحث بضرورة تطوير آليات للكشف عن هجمات رفض الدخول في وضع الإثبات وصدها لضمان استمرارية عمل الشبكة.


المراجع المستخدمة
FORSTER, A. ,Implementation of the B-MAC Protocol for WSN in MiXiM. Networking Laboratory, University of Applied Sciences of Southern SwitzerlandK 2009, 2pages
STANKOVIC, J. A. Wireless Sensor Networks. University of Virginia, Charlottesville Virginia , 2006, 20 pages
YADAV, R. et al. A survey of MAC protocols for wireless sensor networks. UbiCC journal, 2009, 7Pages
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يلعب تخفيض استهلاك الطاقة للعقد المختلفة في شبكات الحساسات اللاسلكية دوراً هاماً وأساسياً في إطالة عمر هذه الشبكات. وكي لا يكون استهلاك الطاقة في بعض العقد كبيراً، وفي بعض العقد أقل، أو حتى صغيراً، فإن اختيار خوارزميات توزيع أدوار العقد، بين عقد طرفي ة، وعقد توجيه، وتبديل هذه الأدوار، يلعب دوراً هاماً في إطالة عمر شبكات الحساسات اللاسلكية. يقدم هذا البحث خوارزمية لتوزيع الأدوار بما يسمح بتشكيل نماذج شجرية متعددة لشبكة واحدة. وهذا يقدم الإمكانية لمنسق الشبكة بتبديل أدوار العقد مركزياً بتبديل النموذج الشجري كلما دعت الحاجة حسب مؤشرات استهلاك الطاقة في العقد. وتظهر النتائج أن استخدام الخوارزمية يؤدي إلى تحسن كبير في زمن حياة الشبكة يتراوح بين 2 و 4 مرات، وذلك حسب السماح بنوم واستيقاظ العقد أو عدم السماح بذلك. وذلك من أجل معدلات إرسال مختلفة. وقد تم اختبار سيناريوهات عمل شبكات الحساسات اللاسلكية بالاعتماد على استخدام تقنية ZigBee، وباستخدام المحاكاة، اعتماداً على المحاكي الشبكي NS-2.
تظهر أهمية شبكات الحساسات اللاسلكية wireless sensor networks (WSN) باستخدامها في تطبيقاتٍ عديدة في مجالات الحياة المختلفة، كالرعاية الصحية، والمراقبة البيئية، والمجالات العسكرية والاقتصادية و الأتمتة الصناعية وتطبيقات عديدة أخرى. ويحتل تطوير هذه الشبكات وتحسين أدائها حيزاً هاماً من اهتمام مراكز الأبحاث والمعاهد العلمية المختصة. كما أن الاهتمام ببنى هذه الشبكات كمدخل إلى تحسين أدائها يعدُّ واحداً من أهم التقنيات والأساليب التي أعطت نتائجَ جيدةً في هذا المجال، وتُعدُّ البنية العنقودية واحدة من أهم البنى التي حظيت بالاهتمام المتزايد على مدى السنوات الأخيرة. اقتُرح في هذا البحث تعديل بنية شجرة العناقيد Cluster tree بتقسيم العناقيد المكونة لشجرة العناقيد إلى مجموعات فرعية، وكل مجموعة من هذه المجموعات الفرعية تعمل كشجرة صغيرة من العقد. وتشير النتائج التي تم الحصول عليها بطريقة المحاكاة، إلى تحسن كبير على صعيد تقليل استهلاك الطاقة ومن ثمَّ زيادة في زمن حياة الشبكة، أي ضمان عمل الشبكة لفترات إضافية أطول، وذلك مقارنة بشجرة العناقيد التقليدية. ولكن ذلك كان على حساب انخفاض معدلات الإرسال ونسبة التسليم قليلاً في هذه الشبكات. مما يدفعنا إلى التوصية باستخدام هذه الطريقة بناء الشبكات المستخدمة في مراقبة الزراعات المحمية وغيرها من الشبكات ذات معدلات الإرسال المنخفضة
تعد بروتوكولات التوجيه الهرمية المعتمدة على العنقدة الديناميكية إحدى الطرق المستخدمة لحفظ الطاقة و إطالة زمن حياة شبكات الحساسات اللاسلكية، إلا أن أغلب الأبحاث تقوم بإهمال الطاقة المستهلكة خلال عمليتي انتخاب الرؤوس و تشكيل العناقيد في الشبكة. قمنا ف ي هذا البحث بدراسة طاقة الحمل الزائد الذي تتسبب به بروتوكولات التوجيه الهرمية المعتمدة على العنقدة الديناميكية كالبروتوكول LEACH، و دراسة أثره على فترة الاستقرار في شبكات الحساسات اللاسلكية. كما تم اقتراح حل للحد من استهلاك هذه الطاقة و ذلك من خلال تقليل الطاقة المستهلكة في عمليتي العنقدة و انتخاب الرؤوس. تبين لنا من خلال نتائج المحاكاة أن الطاقة المستهلكة في مرحلة الإعداد للبروتوكول LEACH تُنقِص من فترة الاستقرار و تزيد من عدد العقد الميتة في شبكات الحساسات اللاسلكية، و أن استخدام الحل المقترح قد عمل على الحد من استهلاك الطاقة أثناء عملية انتخاب الرؤوس و تشكيل العناقيد بشكل واضح مقارنةً بالطريقة العادية المتبعة في البروتوكول LEACH، مما زاد من فترة الاستقرار و عدد العقد الحية في الشبكة.
تلعب بروتوكولات التحويل دورا أساسيا في تلبية متطلبات جودة الخدمة في الشبكة، إلا أن تحقيق هذا الأمر قد يتطلب عمليات إرسال و استقبال متكررة و بناء جداول تحويل تستهلك مصادر الحساسات إذا أخذنا بالاعتبار محدودية شبكات الحساسات اللاسلكية من حيث الطاقة المت وفرة و كمية التخزين. تم في هذا البحث مقارنة أداء بروتوكول التحويل AODV و بروتوكول التحويل الهرمي HR من ناحية معدل إيصال و خسارة الحزم، و زمن التأخير و التأرجح، و كمية الطاقة المصروفة في شبكة حساسات لاسلكية تعمل وفق المعيار 802.15.4 في الحالة التي تخرج فيها قسم من الحساسات عن العمل لفترات محددة. بينت النتائج أن بروتوكولات التحويل الهرمية تحقق أداء أفضل من حيث زمن التأخير و معدل النقل و كمية الطاقة المستهلكة من بروتوكول التحويل AODV، لكنها تعاني من فقد أكبر للحزم نتيجة انقطاع مسار التحويل الناتج عن تعطل الحساسات.
في هذا البحث قمنا بدراسة و مقارنة أشهر مقاييس جودة الوصلات داخل شبكات الحساسات اللاسلكية التي تعتمد على بروتكول التوجيه الشجري (CTP) المضّمن داخل نظام التشغيل (TinyOS) و ذلك من أجل عدة نماذج لشبكة حساسات لاسلكية، و قمنا بإجراء محاكاة لهذه المقايي س باستخدام محاكي الشبكات (TOSSIM) و ذلك من أجل تقييم أدائها.

الأسئلة المقترحة

التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا