Optimized Load Centroid and Rabin Onion Secured Routing in Wireless Sensor Network for IoT

Advances in wireless communication have geared up extensive insights wherein the sensors can themselves communicate with other sensors that form significant parts of the Internet of Things (IoT). However, the large-scale acceptance of WSN for IoT is still surfacing threats and controversies that apprehend the security aspects. There are a lot of attacks that can manipulate the routein WSN for IoT. In this work, an Optimized Load Centroid and Rabin Onion Routing (OLC-ROR) method are designed to improve the throughput rate with minimum routing overhead and latency. The proposed method is based on a Centroid and Rabin Signature, a Digital Signature technique. First, the optimal route is identified by considering both the load and residual energy using Load Centroid function. Then onion routing is used for selecting secured route amongst the optimality. Besides, the node genuineness is checked by applying the Rabin Signature

Optimized Load Centroid and Rabin Onion Secured Routing in Wireless Sensor Network for IoT

Advances in wireless communication have geared up extensive insights wherein the sensors can themselves communicate with other sensors that form significant parts of the Internet of Things (IoT). However, the large-scale acceptance of WSN for IoT is still surfacing threats and controversies that apprehend the security aspects. There are a lot of attacks that can manipulate the routein WSN for IoT. In this work, an Optimized Load Centroid and Rabin Onion Routing (OLC-ROR) method are designed to improve the throughput rate with minimum routing overhead and latency. The proposed method is based on a Centroid and Rabin Signature, a Digital Signature technique. First, the optimal route is identified by considering both the load and residual energy using Load Centroid function. Then onion routing is used for selecting secured route amongst the optimality. Besides, the node genuineness is checked by applying the Rabin Signature

Security of the Internet of Things: Vulnerabilities, Attacks and Countermeasures

Wireless Sensor Networks (WSNs) constitute one of the most promising third-millennium technologies and have wide range of applications in our surrounding environment. The reason behind the vast adoption of WSNs in various applications is that they have tremendously appealing features, e.g., low production cost, low installation cost, unattended network operation, autonomous and longtime operation. WSNs have started to merge with the Internet of Things (IoT) through the introduction of Internet access capability in sensor nodes and sensing ability in Internet-connected devices. Thereby, the IoT is providing access to huge amount of data, collected by the WSNs, over the Internet. Hence, the security of IoT should start with foremost securing WSNs ahead of the other components. However, owing to the absence of a physical line-of-defense, i.e., there is no dedicated infrastructure such as gateways to watch and observe the flowing information in the network, security of WSNs along with IoT is of a big concern to the scientific community. More specifically, for the application areas in which CIA (confidentiality, integrity, availability) has prime importance, WSNs and emerging IoT technology might constitute an open avenue for the attackers. Besides, recent integration and collaboration of WSNs with IoT will open new challenges and problems in terms of security. Hence, this would be a nightmare for the individuals using these systems as well as the security administrators who are managing those networks. Therefore, a detailed review of security attacks towards WSNs and IoT, along with the techniques for prevention, detection, and mitigation of those attacks are provided in this paper. In this text, attacks are categorized and treated into mainly two parts, most or all types of attacks towards WSNs and IoT are investigated under that umbrella: “Passive Attacks” and “Active Attacks”. Understanding these attacks and their associated defense mechanisms will help paving a secure path towards the proliferation and public acceptance of IoT technology

Investigating Security for Ubiquitous Sensor Networks

The availability of powerful and sensor-enabled mobile and Internet-connected devices have enabled the advent of the ubiquitous sensor network paradigm which is providing various types of solutions to the community and the individual user in various sectors including environmental monitoring, entertainment, transportation, security, and healthcare. We explore and compare the features of wireless sensor networks and ubiquitous sensor networks and based on the differences between these two types of systems, we classify the security-related challenges of ubiquitous sensor networks. We identify and discuss solutions available to address these challenges. Finally, we briefly discuss open challenges that need to be addressed to design more secure ubiquitous sensor networks in the future

Asioiden Internetin tietoturva: ratkaisuja, standardeja ja avoimia ongelmia

Internet of Things (IoT) extends the Internet to our everyday objects, which enables new kind of applications and services. These IoT applications face demanding technical challenges: the number of ‘things’ or objects can be very large, they can be very con-strained devices, and may need to operate on challenging and dynamic environments. However, the architecture of today’s Internet is based on many legacy protocols and technology that were not originally designed to support features like mobility or the huge and growing number of objects the Internet consists of today. Similarly, many security features of today’s Internet are additional layers built to fill up flaws in the un-derlying design. Fulfilling new technical requirements set by IoT applications requires efficient solutions designed for the IoT use from the ground up. Moreover, the imple-mentation of this new IoT technology requires interoperability and integration with tra-ditional Internet. Due to considerable technical challenges, the security is an often over-looked aspect in the emerging new IoT technology. This thesis surveys general security requirements for the entire field of IoT applica-tions. Out of the large amount of potential applications, this thesis focuses on two major IoT application fields: wireless sensor networks and vehicular ad-hoc networks. The thesis introduces example scenarios and presents major security challenges related to these areas. The common standards related to the areas are examined in the security perspective. The thesis also examines research work beyond the area of standardization in an attempt to find solutions to unanswered security challenges. The thesis aims to give an introduction to the security challenges in the IoT world and review the state of the security research through these two major IoT areas

REISCH: incorporating lightweight and reliable algorithms into healthcare applications of WSNs

Healthcare institutions require advanced technology to collect patients' data accurately and continuously. The tradition technologies still suffer from two problems: performance and security efficiency. The existing research has serious drawbacks when using public-key mechanisms such as digital signature algorithms. In this paper, we propose Reliable and Efficient Integrity Scheme for Data Collection in HWSN (REISCH) to alleviate these problems by using secure and lightweight signature algorithms. The results of the performance analysis indicate that our scheme provides high efficiency in data integration between sensors and server (saves more than 24% of alive sensors compared to traditional algorithms). Additionally, we use Automated Validation of Internet Security Protocols and Applications (AVISPA) to validate the security procedures in our scheme. Security analysis results confirm that REISCH is safe against some well-known attacks

Copyright protection of scalar and multimedia sensor network data using digital watermarking

This thesis records the research on watermarking techniques to address the issue of copyright protection of the scalar data in WSNs and image data in WMSNs, in order to ensure that the proprietary information remains safe between the sensor nodes in both. The first objective is to develop LKR watermarking technique for the copyright protection of scalar data in WSNs. The second objective is to develop GPKR watermarking technique for copyright protection of image data in WMSN

Protecting Contextual Information in WSNs: Source- and Receiver-Location Privacy Solutions

La privacidad es un derecho fundamental recogido por numerosas leyes y tratados entre los que destaca la Declaración Universal de los Derechos Humanos de las Naciones Unidas. Sin embargo, este derecho fundamental se ha visto vulnerado en numerosas ocasiones a lo largo de la historia; y el desarrollo de la tecnología, en especial la mejora de los sistemas de recolección, analisis y diseminación de información, han tenido gran parte de culpa. En la actualidad nos encontramos en un punto en el que el desarrollo y despliegue de sistemas ubicuos, encabezados por las redes inalámbricas de sensores, puede llegar a suponer un riesgo de privacidad sin precedentes dada su capacidad para recolectar información en cantidades y situaciones hasta el momento insospechadas. Existe, por tanto, una urgente necesidad de desarrollar mecanismos capaces de velar por nuestra información más sensible. Es precisamente éste uno de los objetivos principales de la presente tesis doctoral: facilitar la integración de las redes inalámbricas de sensores en nuestro día a día sin que éstas supongan un grave riesgo de privacidad. Esta tesis se centra en un problema de privacidad particular que viene derivado de la naturaleza inalámbrica de las comunicaciones y de la necesidad imperiosa de ahorrar energía que existe en estas redes de recursos restringidos. Para las redes de sensores, las comunicaciones suponen un gran porcentaje del presupuesto energético y, por ello, los protocolos de encaminamiento empleados tienden a minimizarlas, utilizando protocolos de camino óptimo. Aprovechándose de esta situación, un observador podría, mediante técnicas de análisis de tráfico no demasiado sofisticadas, y sin necesidad de descifrar el contenido de los paquete, determinar el origen y el destino de las comunicaciones. Esto supone, al igual que en los sistemas de comunicación tradicionales, un grave riesgo para la privacidad. Dado que el problema de la privacidad de localización en redes de sensores se reduce a una cuestión de análisis de tráfico, parece razonable pensar que las soluciones desarrolladas a tal fin en redes de computadores pueden ser de utilida. Sin embargo, esta hipótesis ha sido rechazada en varias ocasiones con argumentos vagos al respecto de las limitaciones computacionales y energéticas de las redes de sensores. Nosotros consideramos que esto no es motivo suficiente para descartar estas soluciones ya que, a pesar de la tendencia actual, en el futuro podríamos tener nodos sensores de gran capacidad. Por ello, uno de los objetivos de esta tesis ha sido realizar un análisis exhaustivo sobre la aplicabilidad de estas soluciones al ámbito de las redes de sensores, centrándonos no sólo en los requisitos computacionales sino también en las propiedades de anonimato que se persiguen, en los modelos de atacante y en las posibles limitaciones que podrían derivarse de su aplicación. Por otra parte, se ha realizado un amplio análisis de las soluciones de privacidad de localización existentes para redes de sensores. Este análisis no se ha centrado únicamente en estudiar las técnicas de protección de empleadas sino que además se ha esforzado en destacar las ventajas e inconvenientes de las distintas soluciones. Esto ha permitido desarrollar una completa taxonomía en varios niveles basada en los recursos que se desean proteger, los modelos de adversario a los que hacer frente y las principales características o técnicas empleadas por las diferentes soluciones. Además, a partir de esto se han detectado una serie de problemas abiertos y puntos de mejora del estado del arte actual, que se han plasmado en dos nuevas soluciones; una de las soluciones se ha centrado en la protección de la localización del origen de datos, mientras que la otra se ha enfocado a la protección de la estación base. Ambas soluciones tienen en cuenta atacantes con un rango de escucha parcial y capaces de desplazarse en el terreno para observar las comunicaciones en diferentes zonas de la red. La primera de las soluciones desarrolladas parte de la observación de que los mecanismos actuales se basan principalmente en el envío de paquetes siguiendo caminos aleatorios sin ningún conocimiento acerca de si estos caminos son realmente efectivos para hacer frente a un atacante local. La idea detrás de CALP es aprovechar la capacidad que tienen las redes de sensores para sentir lo que pasa en su entorno para desarrollar mecanismos de protección más inteligentes utilizando información acerca del atacante. De esta forma, se consigue reducir drásticamente el consumo energético de la solución y al mismo tiempo se reduce el retraso de las comunicaciones, ya que el mecanismo sólo se activa ante la presencia de un atacante. Aunque esta idea se ha aplicado únicamente a la protección de los nodos origen de datos, sus características indican que también sería posible aplicarla con éxito a la protección de la estación base. La segunda solución surge tras observar que las soluciones para proteger la estación base son demasiado costosas a nivel energético o, en su defecto, revelan información sobre su localización. Además, hasta la fecha ninguna solución había tenido en cuenta que si un atacante obtiene las tablas de rutas de un nodo obtiene información sobre la estación base. Nuestra solución, HISP-NC, se basa en dos mecanismos complementarios que, por un lado, hacen frente a ataques de análisis de tráfico y, por otro lado, protegen frente al nuevo modelo de atacante desarrollado. El primer mecanismo se basa en la homogeneización del tráfico en el entorno del camino y el segundo en la perturbación de la tabla de rutas, de manera que se dificulta el ataque al tiempo que se asegura la llegada de datos a la estación base