Abstract
Code update in sensor networks is a useful technology to update codes to change the functionality or to correct bugs of the existing code. However, sensor networks are susceptible to various attacks because they are deployed in open and unprotected environments. It is necessary to use effective mechanisms to protect sensor nodes against attacks. In this paper, we propose a secure code update mechanism over the energy-efficient minimum virtual backbone reducing the number of broadcasting packets using RSSI (Received Signal Strength Indicator) values. We also propose a group key establishment and rekeying mechanism which provides authentication among the entities for code update. Our mechanism considers all security requirements such as confidentiality, integrity and authentication to defend the battery exhaustion attack, DoS attacks, the routing attacks, etc. during the code update. Simulation results show that our mechanism significantly reduces the number of transmitted messages, the energy consumption and the computation overhead for the secure code update in comparison to other existing secure code update mechanisms. We also prove that our group key mechanism is efficient and much more secure than compared ones
چکیده
بروز رسانی کد در شبکه های حسگر یک تکنولوژی سودمند برای به روز کردن کدها به منظور تغییر عاملیت یا اصلاح گیرهای کد موجود میباشد. با این حال, شبکه های حسگر چون در محیط های باز و محافظت نشده استقرار یافته اند مستعد حمله های مختلف میباشند. استفاده از مکانیزم های کارآمد جهت حفاظت از گره ها در برابر حمله ها ضروری میباشد. در این مقاله ما یک مکانیزم بروزرسانی کد امنیتی روی زیرساخت مجازی حداقل با انرژی کارآمد با کاهش تعداد بسته های پخش با استفاده از مقادیر RSSI (شاخص قدرت سیگنال دریافتی)را ارائه میکنیم. همچنین استقرار کلید گذاری گروه و مکانیزم کلید گذاری مجدد که سندیت بین هویتها جهت بروز رسانی کد را فراهم میکند ارائه میکنیم.مکانیزم ما تمام نیازهای امنیتی از قبیل محرمانگی, یکپارچگی و سندیت برای دفاع در برابر باتری فرسوده, حملات DoS, حملات مسیریابی و غیره را در طول بروز رسانی کد در نظر میگیرد.نتایج شبیه سازی نشان میدهد که مکانیزم ما بطور قابل توجهی تعداد پیام های انتقال یافته ,مصرف انرژی و محاسبات بالاسری را برای بروز رسانی کد امنیتی در مقایسه با سایر مکانیزم های موجود بروز رسانی کد امنیتی کاهش میدهد. همچنین ما ثابت میکنیم که مکانیزم کلید گذاری گروهی ما کارآمد بوده و بسیار امن تر از موارد مقایسه شده میباشد.
1-مقدمه
شبکه های حسگر بی سیم شامل تعداد بالایی از گره های حسگر دارای قدرت پایین,کوچک و چندعاملیتی میباشند.این گره ها از طریق لینک های بی سیم در طول فاصله های کوچک با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند. این شبکه های حسگر برای فراهم نمودن برنامه های کاربردی مختلف از قبیل نظارت بر صنعت,مدیریت اطلاعاتی در محیط های مخالف و خصمانه و عملیات نظامی مناسب میباشند. ویژگیهای خاصی از شبکه هاس حسگر بی سیم نظیر مکان استقرار,مقیاس,تراکم گره,محدودیت منابع وغیره وجود دارد[1]. برنامه ریزی مجدد گره های حسگر از طریق لینک های بی سیم بعد از استقرار آنها مطلوب و گاهی ضروری بوده و این یک مشکل جدید انتشار کد برای گره ها ایجاد میکند. گره های حسگر اختصاصی بعد از استقرار عملا غیرقابل دسترس هستند ,که این امر پروتکل هایی را که قادر به بارگذاری یک گره جدید و یا ماموریت دهی مجدد گره موجود با مجموعه های مختلفی از پارامترها هستند ناگزیر میسازد. این پروتکل ها میتوانند در برابر شرایط ناسازگار شبکه ای قابل اطمینان و مستحکم بوده و از لحاظ سرعت کارآمد و از لحاظ اندازه ی شبکه و اندازه ی کد انتشار یافته افزایشی باشند. برای برنامه های کاربردی شبکه های حسگر, حفاظت از فرایند انتشار کد بی سیم امری اساسی میباشد. برای مثال, بروزرسانی کد در برنامه های نظامی باید برای جلوگیری از دانلود کدهای مخرب در گره های حسگر استقرار یافته تایید شود. علاوه براین, برنامه هایی کاربردی که نیازمند امنیت و محرمانگی هستند نباید بارگذاری کدی را پذیرش نمایند که میتواند شبکه های حسگر را به منظور جاسوسی بدون مجوز در اهداف بروزرسانی کند. فعال نمودن یک پروتکل انتشار کد روی یک گره حسگر اساسا از درهای پشتی در برابر حمله کننده دفاع مینماید. امنیت مشخصه ای است که نیازمند حمایت شدن در هر سیستم مهم انتشار کد خواهد بود. در امنیت شبکه ی حسگر, مدیریت کلید یک مشکل عمده میباشد....