ترجمه طلایی رویکردی جدید برای امنیت شبکه حس­گر بی­سیم با استفاده از زیست الهامی

رویکردی جدید برای امنیت شبکه حس­گر بی­سیم با استفاده از زیست الهامی

چکیده

بررسی طبیعت همزیستی سیستم­های بیولوژیکی ممکن است به دانش ارزشمندی برای شبکه­های کامپیوتری منجر شود. رویکردهایی که از زیست الهام گرفته­اند بدلیل تشابهاتی بین امنیت شبکه و زنده ماندن بدن انسان تحت حملات پاتوژنیک برای ارزیابی شبکه­ها جالب هستند. شبکه­ی حس­گر بی­سیم (WSN) شبکه­ای بر مبنای چند ارتباط کم هزینه و دستگاه­های فیزیکی متصل به گره­های حس­گر است که پارامترهای فیزیکی هستند. در حالی­که گسترش ویروس­ها در سیستم­های سیمی بطور کامل مطالعه شده است، استفاده از اعتماد در WSN زمینه­ی تحقیقاتی در حال ظهوری است. تهدیدات امنیتی ممکن است به طرق مختلفی مثلاگره حس­گر خیراندیش  که پس از دوره­ی زمانی خاصی متقلب را تغییر می­دهد وارد WSNشود. تحقیق پیشنهادی از الهامات بیولوژیکی و روش­های یادگیری ماشین برای افزودن امنیت در برابر چنین خطراتی استفاده می­کند. در حالی­که این تحقیق از روش­های یادگیری ماشین برای تعریف گره­های متقلب استفاده می­کند، که با بطور پیوسته با استخراج الهام از سیستم ایمنی انسان می­تواند اثر گره­های متقل را بر روی شبکه خنثی کند. تحقیق پیشنهادی در پلت­فرم LabVIEW پیادده­سازی شده است و نتایج بدست آمده حاکی از دقت و قدرتمندی مدل پیشنهادی است.

وازگان کلیدی

الهام بیولوژیکی، یادگیری ماشین، WSN، سیستم ایمنی انسان، امنیت.

Novel Approach for Security in Wireless Sensor Network using Bio-Inspirations
Heena Rathore, Venkataramana Badarla, Sushmita Jha, Anupam Gupta
Indian Institute of Technology, Jodhpur
{heena7sept, raman a, sushmitajha, ag}@iitj.ac.in

Abstract-Exploring the symbiotic nature of biological systems can result in valuable knowledge for computer networks. Biologicallyinspired approaches to security in networks are interestingto evaluate because of' the analogies between network security and survival of human body under pathogenic attacks. Wireless Sensor Network (WSN) is a network based on multiple low-cost communication and computing devices connected to sensor nodes which sense physical parameters. While the spread of viruses in wired systems has been studied in-depth, applying trust in WSN is an emerging research area. Security threats can be introduced in WSN through various means, such as a benevolent sensor node turning fraudulent after a certain period of' time. The proposed research work uses biological inspirations and machine learning techniques for adding security against such threats. While it uses machine learning techniques to identify the fraudulent nodes, consecutively by deriving inspiration from human immune system it effectively nullify the impact of the fraudulent ones on the network. Proposed work has been implemented in Lab VIEW platform and obtained results that demonstrate the accuracy, robustness of the proposed model.

Index Terms-Biologically Inspired, Machine Learning, WSN, Human Immune System, Security.

1. 1.      مقدمه

در طول سال­های اخیر، تغییر پارادایمی در ایجاد شبکه­های کامپیوتری وجود داشته است، از سیستم­های یکپارچه­ی متمرکز به سیستم­های مستقل، توزیعی و خود سازمان همانند شبکه­های حس­گر بی­سیم (WSN). عوامل متعددی وجود دارد که بر طراحی شبکه­ی حس­گر تاثیر می­گذارد از جمله مقیاس­پذیری، هزینه­ی تولید، محیط عملیاتی، قیود سخت­افزاری، محیط­های انتقال، مصرف توان همزمان به حس­گر، پردازش اطلاعات و ارتباطات [3]. به دلیل ویژگی­های بسط­پذیری و مقیاس­پذیری سیستم، گره­های جدید می­توانند در زمان­های مختلف وارد شوند. با این­حال، این کار باعث می­شود تا در معرض تهدیدات زیادی قرار بگیرند [10].