شبکه های حسگر بی سیم به عنوان یک فناوری جدید از پیشروترین فناوری های امروزی می باشند. این شبکه ها محدودیت ها، توانایی ها ,ویژگی ها، پیچیدگی ها و محیط عملیاتی خاص خود را دارند که آنها را از نمونه های مشابه، همچون شبکه های موردی متفاوت می کند .امروزه قابلیت اطمینان و تحمل پذیری خطا در شبکه های حسگر، با درنظر گرفتن کیفیت بهتر یکی از زمینه های مهم تحقیقاتی است. دستیابی به اطلاعات با کیفیت با محدودیت های درنظر گرفته شده در هنگامی که خطا وجود دارد یکی از چالش های شبکه های حسگر است.
خطا در شبکه های حسگر به صورت یک رویداد طبیعی به شمار می آید و برخلاف شبکه های معمولی و سنتی یک واقعه ی نادر نیست. برای تضمین کیفیت سرویس در شبکه های حسگر ضروری است تا خطاها را تشخیص داده و برای جلوگیری از صدمات ناشی از بروز خطا، عمل مناسب را در بخش هایی که آسیب دیده اند انجام دهیم.
دو بخش مهم در تحمل پذیری خطا یکی تشخیص خطاو دیگری ترمیم خطا است. در مرحله ی تشخیص خطا مهم این است که بتوان با صرف هزینه ی کم و با دقت بالا به این نتیجه رسید که واقعا خطایی رخ داده است و گره های آسیب دیده را شناسایی نمود. در مرحله ی ترمیم مهم است که پس از تشخیص خطا، بتوان گره های آسیب دیده را به وضعیتی که قبل از بروز خطا داشتند، رساند. در شبکه های حسگر تشخیص خطا می تواند در مواردی همچون امنیت و کارایی به کار گرفته شود.
در این مقاله با توجه به اهمیت تشخیص خطا و کاربرد تحمل پذیری خطا در شبکه های حسگر و با توجه به مدل واقعه گرا برای جمع آوری داده ها در شبکه های حسگر، روشی جدید برای تشخیص خطا با توجه به ساختاری خوشه ای پیشنهاد شده است. هدف اصلی، بهبود و تشخیص درست گره های آسیب دیده در شبکه های حسگر است .
بخش های مختلف این مقاله به صورت زیر تقسیم بندی شده است. در بخش ۲ در مورد روش ها و کارهای انجام شده برای افزودن تحمل- پذیری خطا در شبکه های حسگر توضیح داده می شود. در بخش ۳ سازماندهی گره ها در ساختار خوشه ای و نحوه ی عملکرد آنها برای افزودن روش پیشنهادی توضیح داده می شود. در بخش ۴ روش پیشنهادی توضیح داده می شود و در انتها شبیه سازی و ارزیابی روش پیشنهادی و مقایسه ی آن با روش انجام می شود و بهبود روش پیشنهادی نسبت به این روش نشان داده می شود.
فصل اول : شبکه های حسگر بی سیم
شبکه حسگر/کارانداز (حسگر)[1] شبکه ای است متشکل از تعداد زیادی گره کوچک. در هر گره تعدادی حسگر و/یا کارانداز وجود دارد. شبکه حسگر بشدت با محیط فیزیکی تعامل دارد. از طریق حسگرها اطلاعات محیط را گرفته و از طریق کار انداز ها واکنش نشان می دهد. ارتباط بین گره ها بصورت بی سیم است. هرگره بطور مستقل و بدون دخالت انسان کار میکند و نوعا از لحاظ فیزیکی بسیار کوچک است ودارای محدودیت هایی در قدرت پردازش, ظرفیت حافظه, منبع تغذیه, ... می باشد. این محدودیت ها مشکلاتی را بوجود می آورد که منشأ بسیاری از مباحث پژوهشی مطرح در این زمینه است. این شبکه از پشته پروتکلی شبکه های سنتی پیروی می کند ولی بخاطر محدودیت ها و تفاوتهای وابسته به کاربرد, پروتکل ها باید باز نویسی شوند.
چرا شبکه های حسگر؟
امروزه زندگی بدون ارتباطات بی سیم قابل تصور نیست.پیشرفت تکنولوژی CMOS و ایجاد مدارات کوچک و کوچکتر باعث شده است تا استفاده از مدارات بی سیم در اغلب وسایل الکترونیکی امروز ممکن شود.این پیشرفت همچنین باعث توسعه ریز حسگر ها شده است.این ریز حسگر ها توانایی انجام حس های بی شمار در کارهایی مانند شناسایی صدا برای حس کردن زلزله را دارا می باشند همچنین جمع آوری اطلاعات در مناطق دور افتاده ومکان هایی که برای اکتشافات انسانی مناسب نیستند را فراهم کرده است. اتومبیل ها می توانند از ریز حسگر های بی سیم برای کنترل وضعیت موتور, فشار تایرها, تراز روغن و... استفاده کنند.خطوط مونتاژ می توانند از این سنسورها برای کنترل فرایند مراحل طول تولید استفاده کنند.در موقعیت های استراتژیک ریز حسگرها می توانند توسط هواپیما بر روی خطوط دشمن ریخته شوند و سپس برای رد گیری هدف(مانند ماشین یا انسان) استفاده شوند. در واقع تفاوت اساسی این شبکه ها ارتباط آن با محیط و پدیده های فیزیکی است شبکه های سنتی ارتباط بین انسانها و پایگاه های اطلاعاتی را فراهم می کند در حالی که شبکه ی حسگر مستقیما با جهان فیزیکی در ارتباط است با استفاده از حسگرها محیط فیزیکی را مشاهده کرده, بر اساس مشاهدات خود تصمیم گیری نموده و عملیات مناسب را انجام می دهند. نام شبکه حسگر بی سیم یک نام عمومی است برای انواع مختلف که به منظورهای خاص طراحی می شود. برخلاف شبکه های سنتی که همه منظوره اند شبکه های حسگر نوعا تک منظوره هستند.در هر صورت شبکه های حسگر در نقاط مختلفی کاربرد دارند برخی از این کاربرد ها به صورت فهرست وار آورده شده است:
- نظامی (برای مثال ردگیری اشیاء)
- بهداشت(برای مثال کنترل علائم حیاتی)
- محیط(برای مثال آنالیززیستگاه های طبیعی)
- صنعتی(برای مثال عیب یابی خط تولید)
- سرگرمی(برای مثال بازی مجازی)
- زندگی دیجیتالی(برای مثال ردگیری مکان پارک ماشین)
مقدمه 1
ساختار کلی شبکه حسگر بی سیم_ 4
- تنگناهای سخت افزاری_ 8
- توپولوژی_ 8
- قابلیت اطمینان_ 8
- مقیاس پذیری_ 8
- قیمت تمام شده 9
- شرایط محیطی_ 9
- رسانه ارتباطی_ 9
- توان مصرفی گره ها 9
- افزایش طول عمر شبکه 10
- ارتباط بلادرنگ و هماهنگی_ 10
- امنیت و مداخلات_ 11
نمونه ی پیاده سازی شده شبکه حسگر 12
بررسی نرم ا فزارهای شبیه سازی شبکه 14
خصوصیات لازم برای شبیه سازهای شبکه 15
- نمایش بصری(آیکون ها) 23
- کانال ها 26
- اکتور های مرکب_ 27
- کنترل اجرا 28
- ساخت یک مدل جدید 29
- به کارگیری اکتور plot 39
- 1.ساختار بسته ها 42
- 2.اتلاف بسته ها 42
- 3.توان باتری 43
- 4.اتلاف توان_ 43
- 5.برخورد ها 44
- بهره آنتن دهی ارسال_ 47
فهمیدن تعامل (واکنش) در شبکه های حسگر 54
توانایی های توسعه یافته شبکه های حسگر 54
طراحی ومدل کردن ناهمگن پتولومی_ 54
نمونه های ایجاد شده توسط نرم افزار 55
فصل دوم_
امنیت در شبکه های حسگر بی سیم_ 61
پیش نشر کلیدی به صورت تصادفی_ 76
حملات مختلف در شبکه حسگر وایرلس : جمع آوری اطلا عات 78
مقدمه 78
- حملات در شبکه های وایرلس 78
- یکپارچگی دادهها و حملات وابسته به قابلیت اطمینان 79
1-2:حملهی عدم پذیرش سرویس (DOS): 79
2-2:حملهی تسخیر گرهای: 79
2-3:حملهی استراق سمع: 80
- حملات مربوط به مصرف برق 80
3-1 :حملات عدم پذیرش sleep 80
3-3 : حمله عدم هماهنگ سازی 81
- حملات مرتبط در دسترس بودن خدمات ومصرف پهنای باند 81
4-1 :حمله طوفانی یا طغیانگر 81
4-2: حمله jqmminy (تداخل رادیویی) 81
4-3: حمله پاسخی یا Replay 81
4-4: حمله ی ارسال انتخابی 82
- حملات مربوط به مسیریابی 82
5-1: حمله ی آپدیت مسیریابی غیر مجاز 83
5-2: حمله ی wormhole 83
5-3: حمله ی کلاهبرداری 83
5-4: حمله ی گودال 83
- حملات مربوط به شناسایی 84
- حملات مربوط به privacy 84
7-1: حمله ی آنالیز ترافیک 84
نتیجه گیری 85
مقاله انگلیسی Security in Wireless Sensor Networks_ 96
شامل 102 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود تحقیق امنیت شبکه های حسگر بی سیم
