Vulnerability investigation for Internet of things sensor subnetworks architecture for different types of attacks

Authors

  • Марек Богуслав Алєксандер Державна вища технічна школа у Новому Сончі
  • Олександр Григорович Корченко Національний авіаційний університет
  • Микола Петрович Карпінський Університет у Бельсько-Бялій
  • Роман Сергійович Одарченко Національний авіаційний університет

DOI:

https://doi.org/10.18372/2225-5036.22.10448

Keywords:

wireless sensor networks, protocol, ZigBee technology, traffic, IEEE 802.15.4 Standard, routing, IoT, DoS attack

Abstract

The paper analyzes the contemporary the Internet of things concept architecture. Relevance of research in this area was shown. The features, location and prospects of modern wireless sensor subnetworks, including the concept of the Internet of things were analyzed. Considered the most popular standards used for their construction. The basic requirements for the devices that make up the modern architecture of wireless sensor networks, including high energy efficiency, portability, autonomy. The basic types of network attacks in sensor subsystems according to the reference model OSI, including physical, data link, network, transport and application levels, were given. Particular attention is paid to DoS attacks. So problem areas of defense was identified and was given their taxonomy. One of these problems is the DoS-attack in a distributed access architecture that can be used to perform malicious theft of unprotected devices such as routers and sensors, and use them as bots to attack third parties. This study provided the opportunity to offer an expanded classification of security mechanisms in them that will minimize potential damage from various types of attacks aimed at the breach of confidentiality, integrity and availability.

Author Biographies

Марек Богуслав Алєксандер, Державна вища технічна школа у Новому Сончі

Рік і місце народження: 1974 рік, Новий Сонч, Польща

Освіта: AGH Університет науки й технологій, 2000; Військовий університет технологій 2004.

Посада: асоційований професор, докторант НАУ з 2014 року.

Наукові інтереси: криптологія, математичне моделювання, безпроводові сенсорні мережі.

Публікації: автор більш ніж 40 наукових статей.

Олександр Григорович Корченко, Національний авіаційний університет

Рік і місце народження: 1961 рік, Київ, Україна.

Освіта: Київський інститут інженерів цивільної авіації (з 2000 року Національний авіаційний університет), 1983 рік.

Посада: завідувач кафедри безпеки інформаційних технологій з 2004 року.

Наукові інтереси: інформаційна і авіаційна безпека.

Публікації: більше 300 наукових публікацій, серед яких монографії, словники, навчальні посібники, підручники, наукові статті та патенти на винаходи.

Микола Петрович Карпінський, Університет у Бельсько-Бялій

Рік і місце народження: 1958 рік, Чітинська обл., РФ.

Освіта: Львівський політехнічний інститут, 1980 рік.

Посада: завідувач кафедри безпеки інформаційних технологій з 2004 року.

Наукові інтереси: кібербезпека, безпека комп’ютерних систем та безпроводових технологій, криптографічні методи захисту інформації.

Публікації: більше 200 наукових публікацій, серед яких монографії, навчальні посібники, підручники, наукові статті та патенти на винаходи.

Роман Сергійович Одарченко, Національний авіаційний університет

Рік та місце народження: 1988 рік, с. Култук Слюдянського р-ну Іркутської області, РФ

Освіта: Національний авіаційний університет, 2010 рік.

Посада: доцент кафедри телекомунікаційних систем з 2012 року.

Наукові інтереси: стільникові мережі зв’язку нового покоління та їх системи безпеки.

Публікації: більше 90 наукових публікацій, серед яких наукові статті та патенти на винаходи.

References

«Интернет вещей» — реальность или перспектива? [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.mate-expo.ru/ru/article/inter net-veshchey-realnost-ili-perspektiva.

«Умный дом»: 5 технологий будущего [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.lookatme.ru/mag/live/future-research/ 194385-smart-home.

Интернет верей. Как изменится вся наша жизнь на очередном витке развития Всемирной сети Cisco IBSG © Корпорация Cisco и/или ее дочерние компании, 2011.

Jack Tison, SVP Emerging Business, Panduit-October 2015 3 Steps for Evolving IoT Architectures [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.industrial-ip.org/en/industrial-ip/ internet-of-things/3-steps-for-evolving-iot-architectures.

Интернет вещей открывает киберпреступникам новое поле деятельности [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.klaipeda1945. org/sensatsii/34031/.

Эксперты предупредили о растущем количестве киберугроз в сфере «Интернета вещей» [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.securitylab.ru/news/480244.php.

Интернет вещей ставит под угрозу безопасность пользователей [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://umvs.kr.ua/inter net-veschej-stavit-pod-ugrozu-bezopasnost-polzovatelej.

Heinzelman W.R. Energy-Efficient Communi-cation Protocol for Wireless Microsensor Networks / W.R. Heinzelman, A.Chandrakasan and H.Balakrishnan // IEEE Proceedings of the 33rd Hawaii International Conference on System Sciences. – 2000. – P. 1–10.

Akl, A. An investigation of self-organization in wireless sensor networks / A. Akl, T.Gayraud and P.Berthou // IEEE International Conference on Net-working, Sensing and Control (ICNSC). - 2001. – P. 1-6.

Sohrabi K. Protocols for Self-Organization of a Wireless Sensor Network / K. Sohrabi, J. Gao, V.Ailawadhi and G.J. Pottie // Personal Communi-cations, IEEE. – October 2000. – Vol. 7. – N 5. – P. 16-27.

Баскаков С.С. Исследование способов повышения эффективности маршрутизации по виртуальным координатам в беспроводных сенсорных сетях // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. – 2009. – № 2. – С. 112–124.

Pathan A.S.K.; Hyung-Woo Lee; Choong Seon Hong, Security in wireless sensor networks: issues and challenges Advanced Communication echnology (ICACT). – 2006. – P.6.

Zia T., Zomaya A., Security Issues in Wireless Sensor Networks, Systems and Networks Communications (ICSNC). – 2006. – P.40.

Adrian Perrig, John Stankovic, David Wagner, Security in Wireless Sensor Networks Communications of the ACM. – 2004. – P.53-57.

Chris Karlof, David Wagner, Secure Routing in Wireless Sensor Networks: Attacks and Countermeasures, AdHoc Networks (elsevier). – 2003. – P.299-302.

Hu Y., C. Perrig, Johnson D.B. Packet leashes: a defense against wormhole attacks in wireless networks // Twenty-Second Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. — Vol. 3. — 3 April 2003. — P. 1976-1986.

Blackert W.J., Gregg D.M., Castner A.K., Kyle E.M., Hom R.L. and Jokerst R.M. Analyzing interaction between distributed denial of service attacks and mitigation technologies // Proc. DARPA Information Survivability Conference and Exposition, — Vol.1. — 24 April, — 2003. — P. 26—36.

Постольский С.П. Обзор проблемных областей в безопасности беспроводных сенсорных сетей, атак и механизмов их защиты // Научное сообщество студентов XXI столетия. техн. науки: сб. ст. по мат. XXXII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5 (31). [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://sibac.info/archive/technic/5(31).pdf.

Akl A. An investigation of self-organization in wireless sensor networks / A. Akl, T.Gayraud and P. Berthou // IEEE International Conference on Networking, Sensing and Control. — 2001. — P. 1-6.

Sohrabi K. Protocols for Self-Organization of a Wireless Sensor Network / K. Sohrabi, J.Gao, V.Ailawadhi, G.J. Pottie // Personal Communications, IEEE. — October 2000. — Vol. 7. — N 5. — P. 16–27.

Yao Jiang, KangFeng Zheng. Evaluation Model for DoS Attack Eff ect in Softswitch Network // International Conference on Communications and Intelligence Information Security (ICCIIS). – 2010. – P. 88-91.

Матвеев В.А., Морозов А.М., Бельфер Р.А. Оценка уровня риска угрозы безопасности фрода в сети VoIP по протоколу SIP // Электросвязь. — 2014. — №6 — С. 35–38

Матвеев В.А., Бельфер Р.А., Глинская Е.В. Угрозы и методы защиты в сборных сенсорных узлах летающих сенсорных сетей. Вопросы кибер-безопасности. — 2015. — №5 (13).

Data Breach Investigations Report [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.verizon enterprise.com/DBIR/2015/.

CNET Content Solutions [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://cnetcontent.com/ product-data.

Infosec [Електронний ресурс]. — Режим доступу:http://www.infosecinstitute.com/infosec_institute/instructors.html.

Cloudflare [Електронний ресурс]. — Режим доступу: https://www.cloudflare.com/features-cdn.

Одна из самых больших DDoS-атак в истории https://habrahabr.ru/post/174483/.

G.V. Crosby, N. Pissinou and J. Gadze, A Framework for Trust-Based Cluster Head Election in Wireless Sensor Networks, Proc. 2nd IEEE Workshop Dependability and Security in Sensor Networks and Systems. — IEEE Press. — 2006. — P. 13–22.

Гольдштейн Б.С., Кучерявый А.Е. Сети связи пост-NGN. — СПб.: БХВ-Петербург. — 2013. — 160 с.

Anthony D. Wood and John A. Stankovic A Taxonomy for Denial-of-Service Attacks in Wireless Sensor Networks.

Annie Jenniefer1, John Raybin Jose Techniques for Identifying Denial of Service Attack in Wireless Sensor Network: a Survey International Journal of Advanced Research in Computer and Communication Engineering. — Vol. 3. — Issue 6. — June 2014.

Raymond D. R. and Midkiff S. F. (2008). Denial-of-Service in Wireless Sensor Networks: Attacks and Defenses. — IEEE Pervasive Computing. — January-March 2008. — P. 74-81.

Управління ключами в інформаційній системі [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://pidruchniki.com/13410927/informatika/upravlinnya_klyuchami_informatsiyniy_sistemi.

Н. Смарт Криптография. — М.: Техно-сфера. — 2005. — 528 с.

Published

2016-03-23

Issue

Section

Network & Internet Security