The Internet of Things Security and Privacy: Current Schemes, Challenges and Future Prospects

The Internet of Things devices and users exchange massive amount of data. Some of these exchanged messages are highly sensitive as they involve organizational, military or patient personally identifiable information. Therefore, many schemes and protocols have been put forward to protect the transmitted messages. The techniques deployed in these schemes may include blockchain, public key infrastructure, elliptic curve cryptography, physically unclonable function and radio frequency identification. In this paper, a review is provided of these schemes including their strengths and weaknesses. Based on the obtained results, it is clear that majority of these protocols have numerous security, performance and privacy issues

Applications in security and evasions in machine learning : a survey

In recent years, machine learning (ML) has become an important part to yield security and privacy in various applications. ML is used to address serious issues such as real-time attack detection, data leakage vulnerability assessments and many more. ML extensively supports the demanding requirements of the current scenario of security and privacy across a range of areas such as real-time decision-making, big data processing, reduced cycle time for learning, cost-efficiency and error-free processing. Therefore, in this paper, we review the state of the art approaches where ML is applicable more effectively to fulfill current real-world requirements in security. We examine different security applications' perspectives where ML models play an essential role and compare, with different possible dimensions, their accuracy results. By analyzing ML algorithms in security application it provides a blueprint for an interdisciplinary research area. Even with the use of current sophisticated technology and tools, attackers can evade the ML models by committing adversarial attacks. Therefore, requirements rise to assess the vulnerability in the ML models to cope up with the adversarial attacks at the time of development. Accordingly, as a supplement to this point, we also analyze the different types of adversarial attacks on the ML models. To give proper visualization of security properties, we have represented the threat model and defense strategies against adversarial attack methods. Moreover, we illustrate the adversarial attacks based on the attackers' knowledge about the model and addressed the point of the model at which possible attacks may be committed. Finally, we also investigate different types of properties of the adversarial attacks

Authentication protocols for D2D communications

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019.A comunicação Dispositivo-a-Dispositivo (D2D) é uma das tecnologias promissoras para ser usada na conexão de grandes quantidades de dispositivos, como previsto para a Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet of Things), ao proporcionar a oportunidade de conexão direta entre dispositivos, sem a obrigatoriedade de emprego da infraestrutura de redes tradicionais. A segurança é um item crucial para o sucesso da IoT e das comunicações D2D e pode ser proporcionada por protocolos de autenticação e acordo de chaves (AKA, do inglês Authentication and Key Agreement). Entretanto, os protocolos de autenticação utilizados nas redes tradicionais (como os protocolos EPS-AKA e EAP-AKA) não estão adaptados para D2D, e seu emprego em situação de grande aumento no número de dispositivos conectados imporia um elevado consumo de recursos, especialmente de banda e de processamento computacional. Adicionalmente, no início do trabalho foram identificados poucos protocolos dessa categoria, especificamente voltados para D2D. Este trabalho apresenta o projeto e a avaliação de 3 (três) protocolos de autenticação e acordo de chaves para comunicações D2D, desenvolvidos para 3 (três) cenários:1) dispositivos integrantes de Telecare Medical Information Systems (TMIS) baseados em sistema de nuvem computacional; 2) grupos de dispositivos em cenário genérico de emprego de comunicações D2D, onde sejam esperadas grandes quantidades de dispositivos; 3) grupos de dispositivos em comunicações D2D em cenário m-health. A metodologia para obtenção de novos protocolos seguros considerou, como passo inicial, uma revisão da literatura, buscando identificar protocolos que tenham sido empregados, de forma específica, em cada cenário considerado. Em seguida, foi definida uma arquitetura específica de cada cenário considerado, bem como propriedades de segurança a serem alcançadas e possíveis ataques contra os quais caberia oferecer proteção. Foram então criados novos protocolos de autenticação para os cenários e arquiteturas citados, considerando o emprego de comunicações D2D. Em todos os três cenários, dentre as propriedades de segurança tidas como requisitos para o correto funcionamento da comunicação D2D, incluem-se a preservação da confidencialidade, a integridade e a disponibilidade do sistema; em termos de possíveis ataques, ataques tais como os dos tipos man-in-the-middle, repetição e personificação foram tratados, visando proteção pelo protocolo contra os mesmos. Após a descrição de cada protocolo, esta dissertação apresenta comparações em relação a propriedades de segurança entre cada um dos protocolos propostos e alguns de seus respectivos trabalhos relacionados. Uma comparação envolvendo custos de computação, de comunicação e de energia é então realizada. Os resultados obtidos mostram bom desempenho e robustez em segurança para os três esquemas propostos. As propostas mostram-se adequadas para uso futuro, na autenticação de dispositivos IoT que utilizarem comunicação D2D, dentro dos cenários adotados e sob as condições em que foram avaliadas. Uma validação semiformal dos protocolos é também apresentada. A ferramenta AVISPA é utilizada para verificar a robustez da segurança dos protocolos desenvolvidos.Device-to-Device (D2D) communication is one of the promising technologies to be used to connect the large quantity of devices, as forecasted for the Internet of Things (IoT), by providing to devices the opportunity of connecting each other without mandatory use of traditional networks infrastructure. Security is a crucial item for the success of IoT and D2D communication and can be provided by robust authentication and key agreement protocols (AKA). However, the authentication protocols used for traditional networks (such as EPS-AKA and EAP-AKA) are not adapted for D2D and their use in the situation of large number of devices connected would impose high consume of resources, specially bandwidth and computational processing. Additionally, in the beginning of the work, it was identified a small quantity of protocols of the described category, specifically for D2D. This work provides the project and evaluation of 3 (three) authentication protocols designed to meet the demand on Device-to-Device (D2D) communications authentication and key agreement protocols, developed for 3 (three) scenarios: 1) devices that are members of Telecare Medical Information Systems (TMIS) based on cloud system; 2) groups of devices in generic scenario for the use of D2D communications, which there are expected large quantities of devices; 3) groups of devices for D2D communication in m-health scenario. The methodology for obtaining of new secure protocols considered, as initial step, a literature review, searching for protocols that might be specifically used in each of the scenarios considered. Next, a specific architecture for each scenario considered was developed, as well as security properties to be accomplished and possible attacks that might be suitable for the protocol to have protection. Therefore, authentication protocols were created for the scenarios and architecture cited, considering the use of D2D. In all three cases, among the security objectives required for the proper functioning of D2D communication, there are included the preservation of confidentiality, integrity, and availability of the system; in terms of attacks, such as man-in-the-middle, replay and impersonation were treated, aiming the protection of the protocols against the cited attacks. After the description of each protocol, this dissertation presents comparisons regarding security properties among each of the proposed protocols and some of their respective related works. A comparison involving computational, communication and energy costs is executed. The results obtained show good performance and robust security to the three proposed schemes. The proposals show up suitable future use, in the authentication of IoT devices using D2D communication, in the scenarios adopted and under the conditions evaluated. A semi-formal validation of the protocols is also presented. The tool AVISPA is used to verify the security robustness of the protocols developed

Wearable Wireless Devices

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