Моделирование воздействия атаки Black Hole на беспроводные сети

В.В. Шахов, Shakhov V.V., А.Н. Юргенсон, Yurgenson A.N., О.Д. Соколова, Sokolova O.D.
2017 Международный журнал Программные продукты и системы  
м.н., доцент, старший научный сотрудник, shakhov@rav.sscc.ru; А.Н. Юргенсон, к.ф.-м.н., научный сотрудник, nastya@rav.sscc.ru; О.Д. Соколова, к.т.н., старший научный сотрудник, olga@rav.sscc.ru (Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, просп. Академика Лаврентьева, 6, г. Новосибирск, 630090, Россия) Технологии, основанные на беспроводных сенсорных сетях, проникают в самые важные сферы жизнедеятельности общества. Многие решения в области архитектуры Интернета вещей
more » ... ы Интернета вещей опираются на результаты исследований беспроводных сенсорных сетей, в частности, это касается предложений, разработанных в рамках ряда проектов Седьмой рамочной программы Европейского союза по развитию научных исследований и технологий. Следовательно, особое внимание необходимо уделять обеспечению безопасности таких сетей. В статье обсуждаются проблемы функционирования сетей в условиях несанкционированных вторжений. Обеспечить абсолютную защиту, полностью нивелировать последствия вторжений возможно далеко не во всех случаях. Однако эффективный выбор механизмов защиты позволит существенно снизить ущерб. Для этого необходимо разрабатывать и исследовать адекватные математические модели. Авторы рассматривают моделирование атаки Black Hole на узлы беспроводных сенсорных сетей и исследуют оценку нанесенного ущерба. Эта атака является одним из наиболее опасных разрушающих информационных воздействий, в результате ее может теряться более 90 % информации, передаваемой в сток. В качестве модели беспроводной сети используются графы единичных кругов (UDG-графы), которые наиболее адекватно описывают связи в этих сетях, где передача информации между узлами возможна, если они находятся в пределах взаимной достижимости радиосигнала. Для моделирования передачи данных по выбранному алгоритму маршрутизации в графе строится остовное дерево. Авторами получены формулы для вычисления аналитических оценок для некоторых случаев вида остовного дерева. Чтобы оценить уязвимость дерева передачи данных к атакам, использовалась величина «нормированное число вершин, от которых потеряна информация» -среднее число вершин, от которых потеряна информация, деленное на общее число вершин в дереве. Полученные аналитические результаты согласуются с результатами имитационного моделирования. Предложен метод противодействия атакам типа Black Hole, оценена его эффективность. Ключевые слова: беспроводные сенсорные сети, безопасность, атака Black Hole.
doi:10.15827/0236-235x.117.034-39 fatcat:h6dgkjpttvb5dddb3p2rphol7a