Abstract
With the rapid proliferation of new technologies and services in the wireless domain, spectrum scarcity has become a major concern. The allocation of the Industrial, Medical and Scientific (ISM) band has enabled the explosion of new technologies (e.g. Wi-Fi) due to its licence-exempt characteristic. The widespread adoption of Wi-Fi technology, combined with the rapid penetration of smart phones running popular user services (e.g. social online networks) has overcrowded substantially the ISM band. On the other hand, according to a number of recent reports, several parts of the static allocated licensed bands are under-utilized. This has brought up the idea of the opportunistic use of these bands through the, so-called, cognitive radios and cognitive radio networks. Cognitive radios have enabled the opportunity to transmit in several licensed bands without causing harmful interference to licensed users. Along with the realization of cognitive radios, new security threats have been raised. Adversaries can exploit several vulnerabilities of this new technology and cause severe performance degradation. Security threats are mainly related to two fundamental characteristics of cognitive radios: cognitive capability, and reconfigurability. Threats related to the cognitive capability include attacks launched by adversaries that mimic primary transmitters, and transmission of false observations related to spectrum sensing. Reconfiguration can be exploited by attackers through the use of malicious code installed in cognitive radios. Furthermore, as cognitive radio networks are wireless in nature, they face all classic threats present in the conventional wireless networks. The scope of this work is to give an overview of the security threats and challenges that cognitive radios and cognitive radio networks face, along with the current state-of-the-art to detect the corresponding attacks. In addition, future challenges are addressed
چکیده
با گسترش سریع فناوری ها و سرویس های جدید در حوزه بیسیم، کمبود طیف به مشکلی اساسی تبدیل شده است. تخصیص باند صنعتی، پزشکی و علمی، امکان ایجاد فناوری های جدید( مثل وای فای) را به خاطر ویژگی " معاف از مجوز" بودنش داد. استفاده گسترده از فناوری وای فای، بهمراه نفوذ سریع گوشی های هوشمند، باند ISM را پرازدحام نمود. از طرف دیگر، بر اساس تعدادی از گزارشهای اخیر، بخشهای مختلفی از باندهای مجوز دار اختصاص یافته، چندان مورد استفاده نیست. این باعث ایجاد این ایده شده است که استفاده از این باندها از طریق CR ها و شبکه های رادیو شناختی، میسر است. CR ها امکان انتقال در باندهای مجاز مختلف بدون ایجاد تداخل با کاربران مجاز را فراهم کردند. در کنار CR ها، تهدیدهای امنیتی جدیدی هم ایجاد شدند. مهاجمان می توانند از نقاط آسیب پذیری مختلف این فناوری جدید استفاده کنند و باعث کاهش شدید عملکرد آن شوند. تهدیدهای امنیتی عمدتا مرتبط با دو ویژگی اساسی CR ها هستند: قابلیت شناختی و قابلیت بازپیکربندی. تهدیدهای مرتبط با قابلیت شناختی شامل حملات ایجاد شده توسط مهاجمانی که از فرستندگان اولیه تقلید می کنند و ارسال مشاهدات اشتباه درباره سنجش طیف، است. قابلیت بازپیکربندی می تواند از طریق استفاده از کدهای مخرب نصب شده در دستگاههای بیسیم شناختی، توسط مهاجمان، استفاده شود. بعلاوه، چون شبکه های بیسیم شناختی ماهیتا بیسیم هستند، در معرض همه تهدیدهای موجود در شبکه های بیسیم سنتی، قرار دارند. محدوده این مقاله، بررسی تهدیدهای امنیتی و چالش هایی که CR ها و شبکه های رادیو شناختی با آن مواجهند، و وضعیت موجود شناسایی حملات، است. بعلاوه، چالش های آتی هم مورد توجه قرار گرفته اند.
1-مقدمه
گسترش فناوری شبکه بی سیم در طول دهه گذشته چشمگیر بوده است. در سال 1985، FCC ( کمیسیون ارتباطات فدرال) بخش های مختلف طیف را بعنوان " معاف از مجوز" تعریف کرد. که متشکل از باندهای صنعتی، علمی و پزشکی ( ISM) است که دستگاه های آنها می توانند آزادانه بدون نیاز به مجوز فعالیت کنند.
این قانون بهمراه استاندارد IEEE 802.11 a/b/g منجر به انقلابی در حوزه شبکه های بی سیم شد. بعلاوه FCC، اجازه استفاده از طیف های اضافه را برای دستگاههای بدون مجوز زیر 900 MHz و در باند 3 GHz را هم صادر کرد. هات اسپات های وای فای اجازه دسترسی ارزان به اینترنت باند پهن را به میلیونها کاربر در تمام دنیا می دهند. دستگاههای سازگار با IEEE 80211 ارزان، بخش های مهمی از کامپیوترها و لپ تاپ ها را تشکیل می دهند و دسترسی به اینترنت را ا هر جایی و در هر زمانی فراهم می کنند. بعلاوه، چندین شبکه بی سیم در مناطق کلان شهری بکار گرفته شده اند که دسترسی به اینترنت بی سیم را برای میلیونها کاربر در مناطق جغرافیایی گسترده ایجاد می کنند. بعنوان مثال، شبکه مرکزی بی سیم آتن، که توسط داوطلبان و مشتاقان فناوری راه اندازی و نگهداری می شود بیشتر از 1100 گره دارد که دسترسی به اینترنت را برای بیشتر از 3000 کاربر کامپیوتر فراهم می کند...