АЛГОРИТМ RIVEST-SHAMIR-ADLEMAN, ОПТИМИЗИРОВАННЫЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ УСТРОЙСТВ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ ОТ КОНКРЕТНЫХ АТАК (2024)
Устройства Интернета вещей играют важнейшую роль в современном мире во многих отношениях, поскольку они обеспечивают поддержку для зондирования окружающей среды, автоматизации и ответственного сохранения ресурсов. В «умном» мире повсеместное присутствие устройств Интернета вещей в повседневной жизни неизбежно. Широкое использование устройств Интернета вещей привлекает к себе любопытные взгляды злонамеренных хакеров. Несмотря на то, что существует несколько систем и протоколов безопасности, доступных для обычных беспроводных сетей, наблюдается необходимость в разработке современного механизма безопасности исключительно для сетевых сред Интернета вещей. Эта работа представляет улучшения безопасности сетей Интернета вещей. В ней собраны три специализированных способа для достижения более высоких показателей безопасности в сетевых средах Интернета вещей. Fast Fuzzy Anomaly Detector, Legacy Naïve Bayes Attack Classifiers и Variable Security Schemer of Rivest-Shamir-Adleman algorithm - это новые модули, представленные в этой работе, сокращенно ASORI. Уникальные преимущества встроенного механизма сертификации Интернета вещей и выбор динамической стратегии безопасности являются новшествами, представленными в данной работе. Модель ASORI была проверена с использованием промышленного стандартного симулятора сети OPNET для обеспечения улучшенной безопасности наряду с существенными улучшениями параметров производительности сети.
Идентификаторы и классификаторы
- eLIBRARY ID
- 69907145
Для понимания фундаментальных принципов, методологий, преимуществ и ограничений безопасности сетей IoT здесь рассматривается набор соответствующих существующих методов. В данной работе рассматриваются такие методы, как защита беспроводных сенсорных сетей от атак типа «отказ от сна» с использованием криптографического алгоритма RSA и протокола Interlock [7], схема обмена аутентификационной информацией в WSN для IoT-приложений [8], схема безопасной агрегации данных здравоохранения с помощью тумана в WSN с поддержкой IoT [9], безопасная взаимная аутентификация на основе IoT для приложений здравоохранения в беспроводных сенсорных сетях с использованием ECC [10] и усовершенствованный энергоэффективный и сквозной безопасный протокол для IoT-приложений здравоохранения [11].
Список литературы
-
Farrukh H., Ozmen M., Kerem Ors F. Celik Z. One Key to Rule Them All: Secure Group Pairing for Heterogeneous IoT Devices. 2023 IEEE Symposium on Security and Privacy (SP). 2023. pp. 3026-3042. DOI: 10.1109/SP46215.2023.10179369
-
Quy V., Hau N., Anh D., Ngoc L. Smart healthcare IoT applications based on fog computing: architecture, applications and challenges. Complex & Intelligent Systems. 2022. vol. 8. pp. 3805-3815. DOI: 10.1007/s40747-021-00582-9 EDN: BHJSVI
-
Rejeb A., Rejeb K., Simske S., Treiblmaier H., Zailani S. The big picture on the internet of things and the smart city: a review of what we know and what we need to know. Internet of Things. 2022. vol. 19. DOI: 10.1016/j.iot.2022.100565
-
Inayat U., Zia M., Mahmood S., Khalid H., Benbouzid M. Learning-Based Methods for Cyber Attacks Detection in IoT Systems: A Survey on Methods, Analysis, and Future Prospects. Electronics. 2022. vol. 11(9). DOI: 10.3390/electronics11091502
-
Hatami M., Leinonen M., Chen Z., Pappas N., Codreanu M. On-Demand AoI Minimization in Resource-Constrained Cache-Enabled IoT Networks With Energy Harvesting Sensors. IEEE Transactions on Communications. 2022. vol. 70. no. 11. pp. 7446-7463. DOI: 10.1109/TCOMM.2022.3208873 EDN: ZGUIRM
-
Nagaraju R, C V, J K, G M, Goyal SB, Verma C, Safirescu C, Mihaltan T. Secure Routing-Based Energy Optimization for IoT Application with Heterogeneous Wireless Sensor Networks. Energies. 2022. vol. 15(13). DOI: 10.3390/en15134777
-
Fotohi R., Bari S., Yusefi M. Securing Wireless Sensor Networks against Denial-of-Sleep Attacks Using RSA Cryptography Algorithm and Interlock Protocol. International Journal of Communication Systems. 2019. vol. 33(4). DOI: 10.1002/dac.4234
-
Yang S.-K., Shiue Y.-M., Su Z.-Y., Liu I.-H., Liu C.-G. An Authentication Information Exchange Scheme in WSN for IoT Applications. IEEE Access. 2020. vol. 8. pp. 9728-9738. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2964815
-
Ullah A., Said G., Sher M., Ning H. Fog-assisted secure healthcare data aggregation scheme in IoT-enabled WSN. Peer-to-Peer Networking and Applications. 2020. vol. 13. pp. 163-174. DOI: 10.1007/s12083-019-00745-z EDN: XQUNNB
-
Singh D., Kumar B., Singh S., Chand S. A Secure IoT-Based Mutual Authentication for Healthcare Applications in Wireless Sensor Networks Using ECC. International Journal of Healthcare Information Systems and Informatics. 2021. vol. 16. no. 2. pp. 21-48. DOI: 10.4018/IJHISI.20210401.oa2 EDN: MWLRSS
-
Ahmad A., Ullah A., Feng C., Khan M., Ashraf S., Adnan M., Nazir S., Ullah Khan H. Towards an Improved Energy Efficient and End-to-End Secure Protocol for IoT Healthcare Applications. Security and Communication Networks. 2020. vol. 2020. DOI: 10.1155/2020/8867792
-
Nada A., Bayoumi M. Development of a constraint stabilization method of multibody systems based on fuzzy logic control. Multibody System Dynamics. 2024. vol. 61. pp. 233-265. DOI: 10.1007/s11044-023-09921-9 EDN: DFKXJA
-
Liu L., Xue D., Zhang S. General type industrial temperature system control based on fuzzy fractional-order PID controller. Complex and Intelligent Systems. 2023. vol. 9. pp. 2585-2597. DOI: 10.1007/s40747-021-00431-9 EDN: XTMAPQ
-
Sivapriya N., Ravi T. Efficient Fuzzy based Multi-constraint Multicast Routing with Multi-criteria Enhanced Optimal Capacity-Delay Tradeoff. International Journal of Scientific & Technology Research. 2019. vol. 8(8). pp. 1468-1473.
-
Jasim A., Kashmar A. An Evaluation of RSA and a Modified SHA-3 for a New Design of Blockchain Technology. Artificial Intelligence for Smart Healthcare. EAI/Springer Innovations in Communication and Computing. Cham: Springer, 2023. pp. 477-489. DOI: 10.1007/978-3-031-23602-0_28
-
Abid R., Iwendi C., Javed A., Rizwan M., Jalil Z., Anajemba J., Biamba C. An optimised homomorphic CRT-RSA algorithm for secure and efficient communication. Personal and Ubiquitous Computing. 2023. vol. 27. pp. 1405-1418. DOI: 10.1007/s00779-021-01607-3 EDN: GKNVMA
-
Anushiya R., Lavanya V. A new deep-learning with swarm based feature selection for intelligent intrusion detection for the Internet of things. Measurement: Sensors. 2023. vol. 26. DOI: 10.1016/j.measen.2023.100700
-
Roldan-Gomez J., Boubeta-Puig J., Carrillo-Mondejar J., Manuel Castelo Gomez J., del Rincon J. An automatic complex event processing rules generation system for the recognition of real-time IoT attack patterns. Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2023. vol. 123. DOI: 10.1016/j.engappai.2023.106344
-
Size considerations for public and private keys. Available at: https://www.ibm.com/docs/en/zos/2.3.0?topic=certificates-size-considerations-public-private-keys (accessed 26.01.2024).
-
Visual Studio 2022. Available at: https://visualstudio.microsoft.com/vs/ (accessed 10.02.2024).
-
Features of C++ 20. Available at: https://www.geeksforgeeks.org/features-of-c-20/ (accessed 04.02.2024).
-
OPNET Network Simulator. Available at: https://opnetprojects.com/opnet-network-simulator/ (accessed 16.14.2024).
Выпуск
Другие статьи выпуска
В работе выполнен сравнительный анализ основных функциональных характеристик подводных беспроводных сенсорных сетей (ПБСС) со стационарной и гибридной коммуникационными архитектурами. Указанные ПБСС состоят из сенсорных узлов, расположенных на морском дне и надводных межсредных шлюзов, обеспечивающих передачу информационных пакетов между подводным и надводным сегментами сети. В стационарной ПБСС роль шлюзов выполняют заякоренные буи, в гибридной - мобильные транспортные платформы. С использованием математического аппарата, основанного на вероятностном подходе, проведена оценка функциональных характеристик альтернативных коммуникационных архитектур ПБСС с энергетической точки зрения - определены общие энергетические затраты сети на пересылку сообщений и время жизни сенсоров сети. Для численного анализа функциональных характеристик ПБСС рассмотрены достаточно широкие диапазоны изменения проектных параметров сети, таких как: размер акватории, требуемое количество и варианты размещения сенсорных узлов, вероятность доставки пакета в акватории (физические параметры среды), в которых осуществлялся поиск «оптимального» с энергетической точки зрения решения. Выполненное авторами исследование показывает, что мобильность играет важную роль в повышении качества функционирования подводной сети в аспектах покрытия (обеспечения связности), энергоэффективности и времени жизни. Мобильный элемент в виде волнового глайдера, выполняющий роль межсредного шлюза, способен функционировать в акватории в течение продолжительного времени, что говорит о перспективности его использования для прикладных задач сбора, накопления и ретрансляции информации в рамках интернета подводных вещей.
Управление ориентацией и позиционированием беспилотного летательного аппарата (БПЛА) вертикального взлета и посадки мультироторного типа в пространстве неразрывно связано с формированием вектора управления движением, состоящего из комбинации тяг и аэродинамических моментов создаваемых каждой винтомоторной группой. Точность и скорость формирования вектора управления движением в значительной степени влияет на ошибки позиционирования и ориентации БПЛА. В большинстве работ, посвященных синтезу систем управления БПЛА, используется вектор управления движением без учета динамики винтомоторных групп, что в некоторых случаях вынуждает снижать быстродействие системы управления. Повысить быстродействие можно за счет повышения быстродействия формирования тяги винтомоторных групп, для чего предложена линейная система управления тягой винтомоторной группы. Винтомоторная группа в своем составе имеет нелинейную внутреннюю связь по аэродинамическому моменту и выходной сигнал - тягу, нелинейно зависящую от квадрата скорости вращения винта. Обычно, винтомоторной группой управляют как электродвигателем - внутреннюю связь по аэродинамическому моменту рассматривают как внешнее возмущение, а тягой управляют посредством изменения скорости вращения винта, которая вычисляется на основании требуемого вектора управления движением. Предлагается рассматривать тягу и аэродинамический момент как составную часть винтомоторной группы, для которой построить линейную систему управления тягой. Для этого выполнена линеаризация обратной связью системы винтомоторной группы, связывающей подаваемое на двигатели напряжение с вектором управления движением, являющимся выходной величиной. Процесс линеаризации разбит на два этапа: на первом этапе выполнена линеаризация обратной связью по состоянию для электродвигателя с внутренней нелинейной связью по аэродинамическому моменту; на втором этапе выполнена линеаризация обратной связью по выходу, полученной на первом этапе системы с нелинейным выходным сигналом - тягой. В соответствии с принципами подчиненного регулирования для линеаризованной обратной связью винтомоторной группы сформировано управление двигателем. Выполнено моделирование. Важным вопросом при применении линеаризации обратной связью является сохранение качественных характеристик системы управления при несоответствии параметров объекта и модели, параметры которой используются для вычисления линеаризующей обратной связи. В работе проведено моделирование при несоответствии некоторых параметров до 50%.
В работе представлена эффективная реализация банка гамматон-фильтров (БГФ) на основе неравнополосного косинусно-модулированного банка фильтров (НКМБФ), использующего фазовое преобразование. Рассмотрены примеры практических задач, в которых применяется банк гамматон-фильтров, проанализированы его основные особенности и недостатки. Приведено описание равнополосного косинусно-модулированного банка фильтров, а также показан процесс синтеза НКМБФ из его равнополосного аналога при помощи фазового преобразования. Разработан оптимизационный метод проектирования фильтра-прототипа НКМБФ для аппроксимации частотных характеристик БГФ. В основе метода лежит мультипликативная модель импульсной характеристики фильтра-прототипа, использующая логистические сигмоидальные функции. Суть предлагаемого метода заключается в оптимизации фильтра-прототипа с целью минимизации среднеквадратичной ошибки между АЧХ БГФи НКМБФ для каждого канала. Выполнена программная реализация на языке Python с использованием библиотеки PyTorch. Проведены экспериментальные исследования предложенного метода. Результаты экспериментов показали, что НКМБФ можно использовать для аппроксимации частотных характеристик БГФ, а результирующая АЧХ имеет монотонные спады за счёт использования логистических сигмоидальных функций. Проведён анализ зависимости результирующей ошибки аппроксимации частотных характеристик банка гамматон-фильтров от количества сигмоид, используемых для синтеза фильтра-прототипа НКМБФ на базе мультипликативной модели импульсной характеристики. Выполнен анализ вычислительной сложности НКМБФ, показано как зависит число операций сложения и умножения от длины импульсной характеристики фильтра-прототипа и числа каналов банка фильтров. Сделан вывод, что использование НКМБФ для реализации банка гамматон-фильтров позволяет существенно уменьшить вычислительные затраты на реализацию гамматон-фильтров по сравнению с прямой реализацией.
Статья посвящена проблемам применения средств автоматизации при решении задач мониторинга и управления в части, касающейся оценки качества нечетких классификационных моделей, для которых порядок классификации реализуется на основании знаний (правил) в условиях отсутствия обучающей выборки. Предложен подход к получению априорных оценок качества классификации на основе исследования чувствительности используемой модели к изменению значений внутренних параметров в ходе соответствующего моделирования. Получена интерпретация результатов моделирования в виде оценки рисков, вызванных несовершенством самих классификационных моделей. В статье приведен пример нечеткой классификационной модели, в основе которой лежит сравнение текущего состояния объекта мониторинга, описываемого с использованием нечетких признаков, с набором заранее заданных типовых состояний, формирующих соответствующие нечетко равные между собой (близкие) состояния (ситуации мониторинга). Сравнение осуществляется с использованием операции нечеткой импликации при условии соблюдения требуемой достоверности. На примере данной модели показано, каким образом вид операции импликации, а также внутренние особенности модели влияют на результаты классификации, предложены соответствующие показатели, которые являются как интерпретацией общепринятых показателей оценки качества классификации, так и уникальными, присущими именно рассмотренной модели. Проведены вычислительные эксперименты, которые позволили получить графики изменения показателей оценки качества классификации для рассматриваемой модели и ее модификации, наглядно отобразить влияние внутренних параметров модели на результаты ее применения. Предложены ряд показателей, позволяющих провести априорную оценку рисков, возникающих вследствие применения модели, до ее фактического применения.
Описываемые в статье исследования направлены на развитие методов составления расписаний. Принципиальным недостатком существующих методов смешано- целочисленного линейного программирования в применении к рассматриваемым задачам является то, что они слишком требовательны к объемам оперативной памяти. Сложность же применения процедур локального поиска к подобным задачам высокой размерности состоит в разработке эффективного способа нахождения приемлемого первоначального приближения и определении функции перехода в соседнее состояние, которая бы позволила достаточно быстро достичь оптимума. В теории исследования операций добавление к задаче дополнительных условий может привести к принципиальному изменению используемой схемы решения задачи. Предлагаемые в статье методы реализованы в рамках парадигмы программирования в ограничениях, что позволяет более экономно с точки зрения оперативной памяти представлять зависимости предметной области, а также обеспечивает возможность поэтапного учета разнородных условий задачи без принципиального изменения схемы поиска решений. Существенная часть исследований посвящена использованию методов логического вывода на ограничениях для снижения размерности пространства поиска и ускорения процесса вычислений. Подход к составлению расписаний проиллюстрирован на задаче оптимизации планирования открытых горных работ, которую впервые предложено решать как задачу удовлетворения ограничений. Для нахождения первого допустимого решения предложен метод «жадного» поиска, результат применения которого затем может быть улучшен с помощью разработанного гибридного метода. Оба метода опираются на оригинальные процедуры вывода на ограничениях. Предложенный подход доказал свою эффективность для блочных моделей размерностью в десятки и сотни тысяч блоков.
Издательство
- Издательство
- СПБНЦ
- Регион
- Россия, Санкт-Петербург
- Почтовый адрес
- 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 5
- Юр. адрес
- 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 5
- ФИО
- Орлова Марина Ивановна (ИСПОЛНЯЮЩАЯ ОБЯЗАННОСТИ ДИРЕКТОРА)
- E-mail адрес
- office@spbrc.nw.ru
- Контактный телефон
- +8 (812) 3283787
- Сайт
- https://spbrc.ru/