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Arquitectura e Serviço de Encaminhamento Seguro de Dados em Redes de Sensores sem Fios
MSc Post-Graduation
Abstract:

A presente dissertação objectiva a proposta, concepção, implementação numa base de simulação experimental e a avaliação de um sistema de encaminhamento seguro para Redes de Sensores sem Fios (RSSF) dotado de mecanismos de resistência a intrusões. O sistema é constituído por uma pilha de serviços de segurança para RSSF, abarcando: (i) um serviço de comunicação segura IEEE 802.15.4 e (ii) um conjunto de serviços de suporte de um protocolo de encaminhamento seguro. Os serviços de segurança são baseados em mecanismos probabilísticos de auto-organização da rede, estabelecimento de chaves criptográficas, descoberta, selecção e estabelecimento de rotas multi-caminho bem como de manutenção e reconfiguração topológica da rede e das rotas de encaminhamento. Os mecanismos de suporte ao encaminhamento seguro são inspirados em métodos probabilísticos, de modo a promoverem características de resiliência pró-activa da rede. A abordagem tem em vista que a rede possa resistir a tipologias de ataques às comunicações e ataques por intrusão, desencadeados durante o processo de descoberta e auto-organização da rede, durante a selecção e estabelecimento das rotas e durante o processamento do encaminhamento. Os mecanismos criados têm como motivação reduzir as hipóteses de adversários que, a partir de ataques por intrusão e comprometimento de alguns sensores, possam tirar partido do conhecimento da topologia da rede para possível replicação ou amplificação dos ataques e, assim, controlarem progressivamente o funcionamento da rede. O sistema proposto destina-se a RSSF de grande escala, auto-organizadas em grupos e de estrutura multi-hop, formando os grupos hierarquias de processamento, encaminhamento e disseminação de dados através de nós que interligam os diversos grupos. O sistema foi implementado e avaliado num ambiente de simulação experimental, criado a partir de um simulador RSSF com capacidade para simular redes com milhares a algumas dezenas de milhar de nós. Este ambiente é baseado num motor de simulação por eventos discretos, sobre o qual foi construída uma camada de comunicação segura para suporte de comunicação segundo a norma IEEE 802.15.4 . O ambiente permite simular o processamento de nós de computação com as características típicas de funcionamento de sensores reais, do tipo MicaMotes da Crossbow. No âmbito da dissertação e tendo em vista as análises e avaliações efectuadas ao sistema de encaminhamento proposto, foram adicionados ao simulador um módulo de segurança de comunicações baseado na pilha MiniSec e um módulo de simulação de consumo de energia. Este último módulo foi utilizado para avaliar o impacto energético do protocolo de encaminhamento e dos mecanismos de segurança implementados.


Start Date: 2008-10-01

End Date: 2009-07-30




Post-Graduation Student / Researcher / Professor:
  • Pedro Leandro da Silva Amaral ( CITI )

Post-Graduation Supervisor(s):

Post-Graduation Jury:
  • Carlos Ribeiro ( Instituto Superior Técnico )
  • José Júlio Alferes ( CENTRIA )
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