چکیده
یک شبکه حسگر شامل تعداد زیادی گرههای حسگر است که در یک محیط بطور گسترده پخش شده و به جمع آوری اطلاعات از محیط می‌پردازند. لزوما مکان قرار گرفتن گرههای حسگر، از قبل تعیین شده و مشخص نیست. چنین خصوصیتی این امکان را فراهم می‌آورد که بتوانیم آنها را در مکان‌های خطرناک و یا غیرقابل دسترس رها کنیم. یک حمله استاندارد در شبکههای حسگر بیسیم، ایجاد پارازیت در یک گره یا گروهی از گرهها می باشد. حمله بر روی اطلاعات در حال عبور در یک شبکه حسگر از دیگر موارد تهدید کننده امنیت در این شبکه ها است، حسگرها تغییرات پارامتر‌های خاص و مقادیر را کنترل می‌کنند و طبق تقاضا به چاهک گزارش می‌دهند. در زمان ارسال گزارش ممکن است که اطلاعات در راه عبور تغییر کنند، مجدداً پخش شوند و یا ناپدید گردند. از آنجایی که ارتباطات بیسیم در مقابل استراق سمع آسیب پذیر هستند، هر حمله کننده می‌تواند جریان ترافیک را کنترل کند، در عملیات وقفه ایجاد کند و یا بسته‌ها را جعل کند. بنابراین، اطلاعات اشتباه به ایستگاه ارسال می‌شود. به دلیل اینکه گرههای حسگر معمولا دارای برد کوتاهی برای انتقال می-باشند و منابع محدود دارند، حمله کننده‌ای با قدرت پردازش بالا و برد ارتباطی بیشتر می‌تواند بطور همزمان برای تغییر اطلاعات واقعی در طول انتقال، به چندین حسگر حمله کند. هدف از انجام این پروژه تحقیق پیرامون پروتکل های امنیتی در این شبکه ها می باشد.
واژه های کلیدی:
شبکه حسگر، شبکه بیسیم، حمله کننده، امنیت، پروتکل های امنیتی ، شبکههای اقتضایی
خصوصیات مهم شبکه های حسگر بیسیم
خصوصیات مهم شبکههای حسگر بی سیم عبارتند از:
وابسته به کاربرد: به دلیل ادغام فناوریهای حسگر، پردازش و ارتباطات، محدوده وسیعی از کاربردها امکان پیاده سازی در شبکههای حسگر بیسیم را دارند. اما باید توجه نمودکه نمی توان برای تمام کاربردها یک سناریو را اجرا نمود، بلکه هر کاربرد پیکربندی و پروتکل مخصوص به خود را نیاز دارد. به عنوان مثال شبکههای حسگر با تراکم پایین از حسگرها و نیز با تراکم بالایی از حسگرها کار می کنند در حالی که پروتکلهای این دو حالت بسیار با یکدیگر متفاوت می باشند.
کاربرهای شبکه های حسگر
شبکههای حسگر شامل مدلهای مختلی از حسگرها از قبیل دماسنج، تصویری، مادون قرمز، صوتی و رادار می باشند که توانایی مانیتور کردن انواع شرایط مختلف را دارند. شرایط ذکر شده عبارتنداز: دما، رطوبت، حرکت، نور، فشار، ترکیبات تشکیل دهنده، سطح اختلالات، وجود یا عدم وجود بعضی اشیاء و خصوصیات جاری از قبیل سرعت، جهت، اندازه و... گرههای حسگر در دریافتهای پیوسته، دریافت پدیدهها، تشخیص پدیدهها، تعیین محل و کنترل محلی عاملها مورد استفاده قرار می گیرند. مفهوم حسگرهای کوچک و ارتباطات بیسیم میان انهازمینههای کاربردی جدیدی را پیش رو قرار داده است. کاربردهای این شبکهها در دستههای نظامی، محیطی، بهداشتی ودیگر موارد تجاری تقسیم بندی می شود. دستههایی ازجمله اکتشاف فضایی، پردازش شیمیایی و پیش بینی بلایای طبیعی نیز با توجه کمتری قابل بررسی می باشند. درادامه بعضی از کاربردهای شبکههای حسگر به صورت خلاصه ارائه می شوند.
معماری ارتباط شبکه های حسگر
شناخت شبکههای حسگر بیسیم نیاز به شناخت تکنیکهای شبکههای تک کاره دارد. با این وجود اکثر پروتکلها و الگوریتم هایی که برای شبکههای تک کاره طراحی شده اند به طور کامل برای شبکههای حسگر بیسیم مناسب نمی باشند. تفاوت میان شبکههای حسگر بی سیم و شبکههای تک کاره عبارتند از:
تعداد گرههای حسگر در شبکههای حسگر چندین برابر گرهها در شبکههای تک کاره می باشد.
حسگرها بسیار متراکم تر استفاه می شوند.
توپولوژی شبکههای حسگر بسیار پویا تر است.
گرههای حسگر از ارتباط همه پخشی استفاده می کنند در حالی که شبکههای تک کاره از ارتباطات نقطه به نقطه استفاده می نمایند.
گرههای حسگر دارای محدودیت در توان مصرفی، تواناییهای محاسباتی و حافظه می باشند.
فهرست مطالب
فصل اول
مروری بر شبکه های حسگر بیسیم
1-1 مقدمه. 2
1-2 خصوصیات مهم شبکه های حسگر بیسیم.. 3
1-3 کاربرهای شبکه های حسگر. 5
1-4 گذشته، حال و اینده شبکه های حسگر. 7
1-5 مروری بر ساختار کلی شبکه های حسگر. 8
1-6 توپولوژی شبکه های حسگر. 9
1-7 معماری شبکه. 10
1-8 برخی تجارب عملی درشبکه های حسگر بی سیم.. 11
1-8-1 گره حسگر MICAz. 11
1-8-2 Zebranet 11
1-8-3 SMART DUST. 12
1-9 دانشگاههای فعال در زمینه شبکه های حسگر. 13
فصل دوم
کاربرد و ساختار شبکه حسگر بیسیم
2-1 مقدمه. 15
2-2 معماری ارتباط شبکه های حسگر. 15
2-3 فاکتورهای طراحی و عوامل طراحی.. 16
3-3 پشته پروتکل.. 20
3-4 لایه فیزیکی.. 21
2-4 ابزار کنترل دسترسیMAC.. 23
2-5 ابزار کنترل دسترسی MAC برای شبکه های حسگر. 24
2-5-1 ابزار دسترسی براساس CSMA.. 25
2-6 عملیات در حالت کم مصرف.. 26
2-7 خطای کنترل.. 26
2-8 اصلاح خطا به جلو. 26
2-9 ایده هایی برای تحقیق.. 27
2-10 لایه شبکه. 28
2-11 رویکردهای انتخاب مسیر انرژی کارامد. 29
2-12 شبکه های ارتباطی کوچک کم مصرف.. 31
2-13 جاری شدن.. 32
2-14 سخن چینی.. 32
2-15 مسیریابی تخصیصی ترتیبی.. 33
2-16 تطبیق حداقل انرژی سلسه مراتب خوشه بندی.. 33
2-17 هدایت انتشار. 34
2-18 لایه حمل ونقل.. 34
2-19 لایه کاربردی.. 35
2-20 نتیجه گیری.. 36
فصل سوم امنیت و پروتکل ها در شبکه های حسگر
3-1 مقدمه. 38
3-2 سیستم ایمن.. 38
3-3 حریم.. 41
3-4 پروتکل مدیریت حسگر. 42
3-5 پروتکل ارائه اطلاعات و تقسیم کار. 42
3-6 پروتکل انتشار داده و درخواست حسگر. 43
فصل چهارم
امنیت، حملات و عملیات تدافعی در شبکه های حسگر بیسیم
4-1 مقدمه. 45
4-2 موانع امنیت حسگر. 45
4-3 عملیات های مراقبت نشده. 47
4-4 نیازمندی های امنیتی.. 47
4-5 جامعیت داده. 48
4-6 تازگی داده. 48
4-7 در دسترس بودن.. 48
4-8 خود سازماندهی.. 49
4-9 همگام سازی زمان.. 49
4-10 محلی سازی امن.. 49
4-11 اعتبارسنجی.. 50
4-12 حملات.. 51
4-13 انواع حملات DOS. 52
4-14 حملات Sybil 53
4-15 حملات تحلیل ترافیکی.. 53
4-16 حملات تکراری گره. 53
4-17 حملات بر فضای خصوصی.. 54
4-18 حملات فیزیکی.. 55
4-19 معیارهای دفاعی.. 55
4-20 برقراری کلید. 55
4-21 برقراری کلید و پروتکل های مرتبط.. 57
4-22 رمزنگاری کلید عمومی.. 58
4-23 محافظت در برابر حملات DOS. 59
4-24 پخش با امنیت بالا و چندپخشی امن.. 60
4-25 پخش و چندپخشی قدیمی.. 60
4-26 چندپخشی امن.. 60
4-27 پخش امن.. 61
4-27-1 محافظت در برابر حملات پروتکل های مسیریابی.. 61
4-28 تکنیک های امن کردن پروتکل مسیریابی.. 62
4-29 محافظت در برابر حملات سیبیل.. 64
4-29-1 حفاظت در برابر حملات: 64
4-30 محافظت در برابر حملات به فضای خصوصی حسگر. 65
4-31 روش های براساس سیاست... 65
4-32 جاری سازی اطلاعات.. 67
4-33 شناسایی نفوذ. 68
4-34 رمزنگاری.. 69
4-35 تجمع امن داده. 71
4-36 اشنایی با اجتماع داده و کاربرد ان.. 71
4-37 تکنیک های اجتماع داده امن.. 72
4-38 محافظت در برابر حملات فیزیکی.. 73
4-39 مدیریت اطمینان.. 74
4-40 نتیجه گیری.. 75
فصل پنجم
نتیجه گیری
5-1 مقدمه. 77
5-2 موانع، چالش ها و نیازمندی ها 78
5-3 رمزنگاری.. 80
5-4 شناسایی نفوذ. 81
5-5 پیشنهادی برای راهکارهای مقابله. 81
منابع و مراجع.. 83
پروژه پروتکل های امنیتی در شبکه های حسگر بی سیم