یک چارچوب بهبودیافته برای بهبود کیفیت و امنیت در شبکه اینترنت اشیاء با استفاده از زنجیره بلوکی و قدرت پردازشی لایه مه
الموضوعات :محمدتقی شیخان 1 , کیانوش آزادی 2
1 - کارشناس ارشد تحقیق و توسعه
2 - دانشجو
الکلمات المفتاحية: اینترنت اشیاء, پردازش مه, کیفیت سرویس, امنیت, حریم خصوصی,
ملخص المقالة :
با گسترش و همهگیر شدن اینترنت اشیاء، در آیندهای نهچندان دور شاهد وابسته شدن زندگی بشر به سرویسهای آن خواهیم بود. در آن زمان تصور ادامه حیات بدون اینترنت اشیاء دشوار بوده و بروز اختلال در سرویسهای آن موجب وقوع خسارات جانی و مالی بسیاری خواهد شد. بروز اختلال در سرویسهای اینترنت اشیاء میتواند به دو علت پیش آید: اختلالات شبکه و اختلال ناشی از انجام فعالیتهای مخرب نفوذگرها. فعالیتهای مخرب نفوذگرها همچنین میتواند منجر به نقض حریم خصوصی افراد شود. در این مقاله راهکاری برای افزایش مقاومت سرویسهای اینترنت اشیاء در برابر اختلالات شبکه و فعالیتهای مخرب نفوذگران ارائه شده است. راهکار پیشنهادی با اتکا بر قدرت پردازشی نودهای حاضر در لایه مه، بهصورت توأمان به کاهش تأخیر (بهبود کیفیت) سرویس و بهبود امنیت و حفظ حریم خصوصی اشیاء میپردازد. سایر ویژگیهای راهکار پیشنهادی عبارت از رعایت عدالت میان اشیاء از منظر کیفیت سرویس دریافتی و حداقل نمودن سربار ناشی از پردازش و انتقال بستههای منقضی (بستههایی که قطعاً تأخیر بیش از حد آستانه را تجربه خواهند نمود) است. رعایت عدالت موجب میشود کیفیت سرویس هیچیک از اشیاء قربانی کاهش تأخیر سرویس کل شبکه نشود؛ چراکه ممکن است اشیاء مذکور مورداستفاده در کاربردی حیاتی (مثلاً در حوزه سلامت) باشند.
D. Raggett, “The web of things: Challenges and opportunities,” Computer, vol. 48, no. 5, pp. 26-32, 2015.
[2] A. Whitmore, A. Agarwal, and L. Da Xu, “The Internet of Things—A survey of topics and trends,” Information Systems Frontiers, vol. 17, no. 2, pp. 261-274, 2015.
[3] K. L. Lueth. "The 10 most popular Internet of Things applications right now," iot-analytics.com/10-internet-of-things-applications/, 2017.
[4] A. Al-Fuqaha, M. Guizani, M. Mohammadi, M. Aledhari, and M. Ayyash, “Internet of things: A survey on enabling technologies, protocols, and applications,” IEEE communications surveys & tutorials, vol. 17, no. 4, pp. 2347-2376, 2015.
[5] K. Kumar, and Y.-H. Lu, “Cloud computing for mobile users: Can offloading computation save energy?,” Computer, vol. 43, no. 4, pp. 51-56, 2010.
[6] B.-G. Chun, S. Ihm, P. Maniatis, M. Naik, and A. Patti, "Clonecloud: elastic execution between mobile device and cloud." pp. 301-314, 2011.
[7] A. Rudenko, P. Reiher, G. J. Popek, and G. H. Kuenning, “Saving portable computer battery power through remote process execution,” ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review, vol. 2, no. 1, pp. 19-26, 1998.
[8] G. C. Hunt, and M. L. Scott, "A guided tour of the Coign automatic distributed partitioning system." pp. 2.262-52, 1998
[9] S. Kosta, A. Aucinas, P. Hui, R. Mortier, and X. Zhang, "Thinkair: Dynamic resource allocation and parallel execution in the cloud for mobile code offloading." pp. 945-953, 2012.
[10] A. Yousefpour, G. Ishigaki, and J. P. Jue, "Fog Computing: Towards Minimizing Delay in the Internet of Things." pp. 17-24, 2017.
[11] A. Demers, S. Keshav, and S. Shenker, “Analysis and simulation of a fair queueing algorithm,” ACM SIGCOMM Computer Communication Review, vol. 19, no. 4, pp. 1-12, 1989.
[12] H. Zhang, and J. C. Bennett, "WF2Q: worst-case fair weighted fair queueing." pp. 120-128, 1996.
[13] D. M. Dakshayini, and D. H. Guruprasad, “An optimal model for priority based service scheduling policy for cloud computing environment,” International journal of computer applications, vol. 32, no. 9, pp. 23-29, 2011.
[14] J. Jang, J. Jung, and J. Hong, “K-LZF: An efficient and fair scheduling for Edge Computing servers,” Future Generation Computer Systems, vol. 98, pp. 44-53, 2019.
[15] T. Choudhari, M. Moh, and T.-S. Moh, "Prioritized task scheduling in fog computing." pp. 1-8, 2018.
[16] E. S. Gama, R. Immich, and L. F. Bittencourt, "Towards a Multi-Tier Fog/Cloud Architecture for Video Streaming." pp. 13-14, 2018.
[17] C.-F. Lai, D.-Y. Song, R.-H. Hwang, and Y.-X. Lai, "A QoS-aware streaming service over fog computing infrastructures." pp. 94-98, 2016.
[18] B. Oniga, S. H. Farr, A. Munteanu, and V. Dadarlat, "IoT Infrastructure Secured by TLS Level Authentication and PKI Identity System." pp. 78-83, 2018.
[19] J. Won, A. Singla, E. Bertino, and G. Bollella, "Decentralized public key infrastructure for internet-of-things." pp. 907-913, 2018.
[20] I. Stojmenovic, and S. Wen, "The fog computing paradigm: Scenarios and security issues." pp. 1-8, 2014.
[21] K. Christidis, and M. Devetsikiotis, “Blockchains and smart contracts for the internet of things,” Ieee Access, vol. 4, pp. 2292-2303, 2016.
[22] P. K. Sharma, S. Y. Moon, and J. H. Park, “Block-VN: A distributed Blockchain based vehicular network architecture in smart city,” Journal of information processing systems, vol. 13, no. 1, 2017.
[23] D. Shift, "Technology tipping points and societal impact.", 2015.
[24] Z. Cai, Z. He, X. Guan, and Y. Li, “Collective data-sanitization for preventing sensitive information inference attacks in social networks,” IEEE Transactions on Dependable and Secure Computing, vol. 15, no. 4, pp. 577-590, 2018.
[25] X. Ren, X. Yang, J. Lin, Q. Yang, and W. Yu, "On scaling perturbation based privacy-preserving schemes in smart metering systems." pp. 1-7, 2013.
[26] X. Yang, X. Ren, J. Lin, and W. Yu, “On binary decomposition based privacy-preserving aggregation schemes in real-time monitoring systems,” IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, vol. 27, no. 10, pp. 2967-2983, 2016.
[27] L. Zhang, Z. Cai, and X. Wang, “Fakemask: A novel privacy preserving approach for smartphones,” IEEE Transactions on Network and Service Management, vol. 13, no. 2, pp. 335-348, 2016.
[28] M. A. Ferrag, L. Maglaras, and A. Ahmim, “Privacy-preserving schemes for ad hoc social networks: A survey,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 19, no. 4, pp. 3015-3045, 2017.
[29] Y. Hong, W. M. Liu, and L. Wang, “Privacy preserving smart meter streaming against information leakage of appliance status,” IEEE transactions on information forensics and security, vol. 12, no. 9, pp. 2227-2241, 2017.
[30] H. Delfs, H. Knebl, and H. Knebl, Introduction to cryptography: Springer, 2002.
[31] "F-secure," https://campaigns.f-secure.com/total/pm/en_us/.
[32] "Simpy," April 25, 2019; https://simpy.readthedocs.io/en/latest/contents.html.
[33] "NetworkX," April 25, 2019; https://networkx.github.io/documentation/stable/index.html.
[34] Y. Xiao, H.-H. Chen, B. Sun, R. Wang, and S. Sethi, “MAC security and security overhead analysis in the IEEE 802.15. 4 wireless sensor networks,” EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, vol. 2006, no. 2, pp. 81-81, 2006.
[35] O. Barahtian, M. Cuciuc, L. Petcana, C. Leordeanu, and V. Cristea, "Evaluation of Lightweight Block Ciphers for Embedded Systems." pp. 49-58, 2015.
[36] S. Maitra, and K. Yelamarthi, “Rapidly Deployable IoT Architecture with Data Security: Implementation and Experimental Evaluation,” Sensors, vol. 19, no. 11, pp. 2484, 2019.
