امنیت شبکه های سنسوری بی سیم
چکیده
تحمل پذيري خطا در شبکه هاي حسگر بي سيم به دليل چالشهاي فني و مفهومي منحصربفرد ازاهميت ويژه اي برخوردار است.در اين مقاله با توجه به محدوديت ها و شرايط عملياتي ويژه ي
شبکه هاي حسگر، روشي را براي بهبود تحمل پذيري خطا مانند تشخيص خطا در اين نوع شبکه ها مورد بررسي قرار مي دهيم.روش پيشنهادي به صورت روشي جديد قابليت تشخيص خطا در شبکه هاي حسگر را بهبود مي بخشد.در اين روش با استفاده از گره هاي ذخيره شده در ساختاري خوشه اي تحمل پذيري خطا مانند تشخيص صحيح خطا و ترميم آن را افزايش داده ايم.ارزيابي روش پيشنهادي و مقايسه ي آن با روش ديگر، بهبود روش پيشنهادي را نشان مي دهد.
واژه هاي كليدي :
شبکه هاي حسگر بي سيم ، تحمل پذيري خطا ، ترميم خطا  ، مديريت شبکه.
فهرست مطالب
مقدمه  1
فصل اول
شبکه های حسگربی سیم 2
چرا شبکه های حسگر؟ 2
تاريخچة شبكه هاي حسگر 3
ساختار كلي شبكه حسگر بي سيم 4
ساختمان گره 6
ويژگي ها 7
موضوعات مطرح_ 7
·تنگناهاي سخت افزاري_ 8
·توپولوژي_ 8
·قابليت اطمينان_ 8
·مقياس پذيري_ 8
·قيمت تمام شده 9
·شرايط محيطي_ 9
·رسانه ارتباطي_ 9
·توان مصرفي گره ها 9
·افزايش طول عمر شبكه 10
·ارتباط بلادرنگ و هماهنگي_ 10
·امنيت و مداخلات_ 11
عوامل پیش بینی نشده 11
نمونه ی  پیاده سازی شده شبکه حسگر 12
بررسي نرم ا فزارهاي شبيه سازي شبكه 14
خصوصيات لازم براي شبيه سازهاي شبكه 15
شبيه ساز NS(v2) 16
معماري دروني NS_ 16
مدل VuSystem_ 16
شبيه ساز  OMNeT++_ 17
شبیه ساز  Ptolemy II 18
مدل سازی شبکه های بی سیم 20
اجرای یک مدل پیش ساخته 20
تغییر پارامترها 22
ساختار یک مدل پیش ساخته 23
·نمایش بصری(آیکون ها) 23
·کانال ها 26
·اکتور های  مرکب_ 27
·کنترل اجرا 28
·ساخت یک مدل جدید 29
·به کارگیری اکتور plot 39
قابلیت های مدل سازی_ 41
·شبیه سازی رویداد گسسته 41
·مدل های کانال_ 42
·مدل های گره بی سیم 42
·مثال هایی از قابلیت مدل سازی_ 42
1.ساختار بسته ها 42
2.اتلاف بسته ها 42
3.توان باتری 43
4.اتلاف توان_ 43
5.برخورد ها 44
6.بهره آنتن دهی ارسال_ 47
ساختار نرم افزار 50
چند مثال و کاربرد 54
فهمیدن تعامل (واکنش) در شبکه های حسگر 54
نقایص شبکه های حسگر 54
توانایی های توسعه یافته شبکه های حسگر 54
طراحی ومدل کردن ناهمگن پتولومی_ 54
مدل شبکه حسگر 55
نمونه های ایجاد شده توسط نرم افزار 55
·غرق سازی_ 55
·مثلث بندی_ 56
·نظارت بر ترافیک_ 57
·گمشده جنگی در منطقه دشمن و تعقیب کننده 58
·جهان کوچک_ 60
فصل دوم
امنیت در شبکه های حسگر بی سیم 61
مقدمه 61
چالش های ایمنی حسگر 63
استقرار نیرومند 63
محیط مهاجم 64
نایابی منبع 64
مقیاس بزرگ_ 64
حملات و دفاع_ 64
لایه فیزیکی_ 65
تراکم 65
کوبش_ 66
لایه اتصال_ 67
برخورد 67
تخلیه 67
لایه شبکه 68
اطلاعات مسیر یابی غلط_ 68
عملیات انتخابی حرکت به جلو 68
حمله چاهک_ 69
حمله سایبیل_ 69
حمله چاهک پیچشی_ 69
حمله جریان آغازگر 69
اعتبار و رمز گذاری_ 70
نظارت_ 70
پروب شدن_ 71
فراوانی_ 71
راه حل های پیشنهادی_ 71
پروتکل های ارتباط_ 71
معماری های مدیریت کلیدی_ 75
LEAP_ 75
LKHW_ 75
پیش نشر کلیدی به صورت تصادفی_ 76
Tiny PK_ 76
نتیجه گیری_ 77
فصل سوم
بهبود تحمل پذيري خطا در شبکه هاي حسگر بي سيم 78
کارهاي انجام شده 78
سازمان دهي گره ها و عملکرد سيستم 79
روش پيشنهادي_ 81
4-1 شبيه سازي دو روش_ 83
4-2 ارزيابي_ 83
نتيجه گيري_ 84
فصل چهارم
مقاله انگلیسی Security in Wireless Sensor Networks_ 96
منابع 98
 مقدمه
شبکه هاي حسگر بي سيم به عنوان يک فناوري جديد از پيشروترين فناوري هاي امروزي مي باشند. اين شبکه ها محدوديت ها، توانايي ها ,ويژگي ها، پيچيدگي ها و محيط عملياتي خاص خود را دارند که آنها را از نمونه هاي مشابه، همچون شبکه هاي  موردي متفاوت مي کند [ 1] .امروزه قابليت اطمينان و تحمل پذيري خطا در شبکه هاي حسگر، با درنظر گرفتن کيفيت بهتر يکي از زمينه هاي مهم تحقيقاتي است. دستيابي به اطلاعات با کيفيت با محدوديت هاي درنظر گرفته شده در هنگامي که خطا وجود دارد يکي از چالش هاي شبکه هاي حسگر است[ 2,3].
خطا در شبکه هاي حسگر به صورت يک رويداد طبيعي به شمار مي آيد و برخلاف شبکه هاي معمولي و سنتي يک واقعه ي نادر نيست. براي تضمين کيفيت سرويس در شبکه هاي حسگر ضروري است تا خطاها را تشخيص داده و براي جلوگيري از صدمات ناشي از بروز خطا، عمل مناسب را در بخش هايي که آسيب ديده اند انجام دهيم[ 4].
دو بخش مهم در تحمل پذيري خطا يکي تشخيص خطاو ديگري ترميم خطا است. در مرحله ي تشخيص خطا مهم اين است که بتوان با صرف هزينه ي کم و با دقت بالا به اين نتيجه رسيد که واقعا خطايي رخ داده است و گره هاي آسيب ديده را شناسايي نمود. در مرحله ي ترميم مهم است که پس از تشخيص خطا، بتوان گره هاي آسيب ديده را به وضعيتي که قبل از بروز خطا داشتند، رساند. در شبکه هاي حسگر تشخيص خطا مي تواند در مواردي همچون امنيت و کارايي به کار گرفته شود.
در اين مقاله با توجه به اهميت تشخيص خطا و کاربرد تحمل پذيري خطا در شبکه هاي حسگر و با توجه به مدل واقعه گرا براي جمع آوري داده ها در شبکه هاي حسگر، روشي جديد براي تشخيص خطا با توجه به ساختاري خوشه اي پيشنهاد شده است. هدف اصلي، بهبود و تشخيص درست گره هاي آسيب ديده در شبکه هاي حسگر است .
بخش هاي مختلف اين مقاله به صورت زير تقسيم بندي شده است. در بخش ۲ در مورد روش ها و کارهاي انجام شده براي افزودن تحمل- پذيري خطا در شبکه هاي حسگر توضيح داده مي شود. در بخش ۳ سازماندهي گره ها در ساختار خوشه اي و نحوه ي عملکرد آنها براي افزودن روش پيشنهادي توضيح داده مي شود. در بخش ۴ روش پيشنهادي توضيح داده مي شود و در انتها شبيه سازي و ارزيابي روش پيشنهادي و مقايسه ي آن با روش [ 4] انجام مي شود و بهبود روش پيشنهادي نسبت به اين روش نشان داده مي شود…………