Bảo mật cho mạng cảm biến không dây bằng thuật toán DES

Bài viết đề xuất một lược đồ khóa tạo ra hiệu quả cho việc áp dụng thuật toán DES trong mô hình phân cấp của mạng cảm biến không dây mã hóa dữ liệu. Trong mô hình phân cấp, quá trình mã hóa được chia thành nhiều nhiệm vụ rồi phân phối cho nhiều nút dọc theo một đường dẫn từ nút nguồn đến trạm gốc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bảo mật cho mạng cảm biến không dây bằng thuật toán DES NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Bảo mật cho mạng cảm biến không dây bằng thuật toán DES Applying DES encryption based on multi-hop transmission for security on wireless sensor network Nguyễn Hữu Phát1, Lê Thị Hải Thanh1, Nguyễn Trọng Các2 Email: phat.nguyenhuu@hust.edu.vn 1 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2 Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 5/12/2018 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 15/3/2019 Ngày chấp nhận đăng: 28/6/2019 Tóm tắt Mạng cảm biến không dây (WSNs) là một hệ thống các cảm biến có kết nối không dây được phát tán ngẫu nhiên trong môi trường mà không cần sự tham gia của con người để thu thập các thông tin của một khu vực trong một khoảng thời gian xác định. Bài báo đề xuất một lược đồ khóa tạo ra hiệu quả cho việc áp dụng thuật toán DES trong mô hình phân cấp của mạng cảm biến không dây mã hóa dữ liệu. Trong mô hình phân cấp, quá trình mã hóa được chia thành nhiều nhiệm vụ rồi phân phối cho nhiều nút dọc theo một đường dẫn từ nút nguồn đến trạm gốc. Chúng tôi thực hiện mô phỏng tính toán để so sánh mô hình phân cấp và mô hình tập trung. Kết quả cho thấy rằng mô hình phân cấp cân bằng năng lượng tiêu thụ hơn mô hình tập trung. Việc quản lý khóa được đề xuất cũng cải thiện mức độ bảo mật của dữ liệu trong mạng WSN bằng cách tăng số lượng khóa với một thuật toán đơn giản. Từ khóa: Mạng cảm biến không dây; bảo mật; thuật toán DES; xử lý phân tán; mã hóa. Abstract Wireless sensor network (WSNs) is a system of wireless connected sensors that are randomly distributed in the environment without human involvement to collect information of an area in a defined time. The paper proposes a key scheme to effectively apply DES algorithms in the hierarchical model of wireless sensor networks for encoding data. In the hierarchical model, the encryption process is divided into several tasks and distributed to multiple nodes along a path from the source node to the base station. We performed simulations to compare decentralized and centralized models. The results show that the decentralized model balances energy consumption more than the centralized model. The proposed key management also improves the security of data in the WSN network by increasing the number of keys with a simple algorithm. Keywords: Wireless sensor network; security; DES algorithm; hand processing; encoding. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ giới hạn về nguồn năng lượng để tồn tại, tuy nhiên chúng lại có ưu thế về giá thành rẻ nên có thể phát Mạng cảm biến không dây (WSNs) là một hệ triển mạng với số lượng nút lớn trong một khu vực thống các cảm biến có kết nối không dây được rộng. Do đó, mạng cảm biến không dây có nhiều phát tán ngẫu nhiên trong môi trường mà không ứng dụng trong các lĩnh vực như quân sự, giám cần sự tham gia của con người để thu thập các sát, an ninh quốc gia, giám sát môi trường. Tuy thông tin của một khu vực trong một khoảng thời gian xác định. nhiên, do việc bị giới hạn về năng lượng ban đầu và khả năng xử lý của nút mạng nên không thể áp Các nút mạng trong mạng cảm biến không dây bị dụng các cơ chế bảo mật như trong hệ thống mạng máy tính vào mạng cảm biến không dây [1÷3]. Người phản biện: 1. PGS.TS. Hà Duyên Trung 2. TS. Trần Hoàng Vũ Có nhiều thuật toán được đưa ra để thực hiện bảo 14 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 2(65).2019 LIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA mật của WSN [4÷13]. Trong [8], các tác giả đánh cuộc tấn công từ bên ngoài. Bên cạnh đó, TSP giá hiệu suất năng lượng của cả mật mã dòng và của WSN cần bảo vệ các nút mạng khỏi hoạt động mật mã khối. Như một kết quả, sử dụng một thuật không hợp lệ, bảo vệ các kênh truyền thông và toán mã hóa khối nhẹ gọi là byte theo định hướng định tuyến tuyến đường trong lớp mạng. Công mạng thay - hoán vị (BSPN), để đạt được hiệu quả nghệ TSP bao gồm xác thực gói, mã hóa, kiểm năng lượng với một mức độ an ninh phù hợp cho soát truy cập và xác thực danh tính. TSP của WSN WSNs. Trong [5], các tác giả giới thiệu một nghiên có thể được phân loại thành các phần: bảo mật cứu chi tiết về việc áp dụng mã hóa dựa trên ghép nút mạng, thuật toán mã hóa dữ liệu, quản lý khóa, nối trong WSN. Kết quả cho thấy việc thực hiện bảo mật định tuyến và tính toàn vẹn của dữ liệu. trong hệ thống mật mã Identity-Based (IBC) đẩy Mã hóa dữ liệu là việc sử dụng các thuật toán đặc nhanh tiến độ thời gian xử lý và nân ...