In smart cities, wireless sensor networks (WSNs) act as a type of core infrastructure that collects data from the city to implement smart services. The security of WSNs is one of the key issues of smart cities. In resource-restrained WSNs, dynamic ongoing or unknown attacks usually steer clear of isolated defense components. Therefore, to resolve this problem, we propose a hierarchical framework based on chance discovery and usage control (UCON) technologies to improve the security of WSNs while still taking the low-complexity and high security requirements of WSNs into account. The features of continuous decision and dynamic attributes in UCON can address ongoing attacks using advanced persistent threat detection. In addition, we use a dynamic adaptive chance discovery mechanism to detect unknown attacks. To design and implement a system using the mechanism described above, a unified framework is proposed in which low-level attack detection with simple rules is performed in sensors, and high-level attack detection with complex rules is performed in sinks and at the base station. Moreover, software-defined networking and network function virtualization technologies are used to perform attack mitigation when either low-level or high-level attacks are detected. An experiment was performed to acquire an attack data set for evaluation. Then, a simulation was created to evaluate the resource consumption and attack detection rate. The results demonstrate the feasibility and efficiency of the proposed scheme

چکیده

در شهرهای هوشمند، شبکه های حسگر بی سیم (WSNs) به عنوان نوعی زیرساخت مرکزی عمل می کنند که داده را از شهر جمع آوری می کنند تا سرویس های هوشمند را پیاده سازی نمایند. امنیت WSN ها یکی از مباحث مهم در شهرهای هوشمند است. معمولاً مولفه های WSN های منابع محدود، دینامیک در حال انجام یا حملات ناشناخته هستند. بنابراین، به منظور حل این مشکل، ما یک چهارچوب سلسله مراتبی بر مبنای تکنولوژی های کشف شانس و کنترل استفاده (UCON) به منظور بهبود امنیت WSN ها ارائه نموده ایم، در حالی که هنوز نیازمندی به کمترین پیچیدگی و امنیت بالای WSN ها باید در نظر گرفته شود. مشخصات تصمیم گیری پیوسته و ویژگی های پویا در UCON می تواند حملات در حال انجام را با استفاده از کشف خطر دائمی پیشرفته نشان دهند. به علاوه، ما از یک مکانیسم کشف شانس انطباقی پویا به منظور کشف حملات ناشناخته استفاده می کنیم. به منظور طراحی و پیاده سازی یک سیستم با استفاده از مکانیسم توصیف شده در بالا، یک چهارچوب یکپارچه ارائه شده که در آن کشف حمله‌ سطح پایین با قوانین ساده در حسگرها انجام شده و کشف حمله‌ سطح بالا با قوانین پیچیده در سینک ها و ایستگاه پایه انجام شده است. همچنین، شبکه بندی تعریف شده بر اساس نرم افزار و تکنولوژی های مجازی سازی تابع شبکه به منظور کاهش حمله هنگام حملات سطح بالا یا سطح پایین کشف شده اند. آزمایشی به منظور پیدا کردن یک پایگاه داده‌ حمله برای ارزیابی انجام شده است. سپس، یک شبیه سازی به منظور ارزیابی مصرف منابع و کشف نرخ حمله انجام شده است. این نتایج شدنی بودن و کارایی شمای پیشنهادی ما را نشان می دهند. 

1-مقدمه

یک شبکه حسگر بی‌سیم (WSN) می تواند به عنوان نوعی زیرساخت شهری هوشمند مرکزی عمل نماید [4]-[1]. شبکه های هوشمند، حمل و نقل هوشمند، دولت هوشمند و غیره همگی می توانند با استفاده از WSN ها محقق شوند. همچنین، داده تشخیص داده شده می تواند سرویس های شهر هوشمند اضافی را پشتیبانی نماید. بنابراین، امنیت WSN ها مبحثی کلیدی برای شهرهای هوشمند به شمار می رود. چون WSN ها اغلب در محیط های خصومت آمیز و به طور بالقوه ناسازگار استفاده شده اند، یک حمله کننده می تواند همه انواع تهدیدها و حملات را تولید نماید...