Approaches for the Development of Low-Budget Analyzers of the Spectrum Sensor Networks 2.4–2.5 GHz

In Ukraine, more and more new home and industrial networks are being built with full or partial use of wireless technologies. Over the past few years, such technologies have become the de facto standard. The number of networks is increasing because of their affordability and ease of use, the emergence of industrial roaming systems, a wide range of antenna equipment and permissions fixed at the legislative level. When designing a wireless network, it is not possible to anticipate all the nuances: re-reflection, shading, directionality of the antennas of the receivers, etc., so after the construction of a real system, you need to check it and reduce the impact of negative factors. Spectrum analyzers help solve this problem

Methods and Means of Enhancing Information and Functional Security of Wireless Data Networks

Дисертація робота присвячена вирішенню актуальної науково-практичної проблеми розробки методів забезпечення інформаційної і функціональної безпеки безпроводової інфраструктури на основі апаратного розділення абонентів для підвищення рівня її захищеності від загроз безпеці різноманітного характеру, що полягають у розроблених теоретичних основах, методах, моделях та засобах забезпечення надійної роботи безпроводових систем та мереж. У роботі запропоновано методи модифікованої прямокутної квадратурної амплітудної модуляції для зменшення взаємного впливу безпроводових мереж, адаптивного підбору вільних каналів передавання даних в безпроводових мережах з використанням аналізаторів спектру, підвищення функціональної безпеки безпроводової інфраструктури і комплексної оцінки стану систем її захисту від впливу техногенних та антропогенних. Проведено експериментальні дослідження сучасного стану безпроводових технологій, взаємний вплив безпроводових мереж, ефективності мініатюрних аналізаторів спектру та роботоспроможності прискорюючої лінзи для багатопроменевих систем, а також її затемнення і поляризаційні властивості. Розроблені нові моделі аналізаторів спектру, система моніторингу вільних каналів, прискорююча лінзова антена для багатопроменевих систем.The dissertation is devoted to the actual scientific and practical problem of developing methods for guaranteeing the reliability and functional safety of wireless infrastructure on based on hardware division of subscribers to increase its level of protection against security threats of diverse nature consisting of the developed theoretical foundations, methods, models and means of reliable wireless systems and networks. The dissertation proposes methods of modified rectangular quadrature amplitude modulation to reduce the mutual influence of wireless networks, adaptive selection of free transmission channels in wireless networks using spectrum analyzers, increase of functional security in wireless infrastructure and a comprehensive assessment of the state of its protection systems against the anthropogenic effects. Experimental studies of the current state of wireless technologies, the mutual influence of wireless networks, the efficiency of miniature spectrum analyzers and the efficiency of the accelerating lens for multiprocessing systems, as well as its dimming and polarization properties have been carried out. New models of spectrum analyzers, free channel monitoring system, accelerating lens antenna for multiprocessing systems have been developed

Comparison of Possible Approaches for the Development of Low-Budget Spectrum Analyzers for Sensor Networks in the Range of 2.4-2.5 GHz

В статті приведені розробка, реалізація і дослідження роботи аналізаторів спектру, які можуть бути використанні у сенсорних мережах і системах інтернету речей. В якості робочого частотного діапазону вибраний ISM — 2,4–2,5 ГГц. На етапі вибору апаратного забезпечення проведений порівняльний аналіз існуючих доступних мікроконтролерів для аналізу спектру, вибір апаратних інтерфейсів, замовлення необхідних модулів і електричних компонентів, а також вхідних контроль. Підчас розробки реалізовано кілька варіантів аналізаторів спектру на базі мікроконтролера і мікрозбірки TI Chipcon СС2500 з USB-інтерфейсами, а також модулів Cypress CYWUSB6935 з LPT- і USB-інтерфейсами. На етапі розробки проведено розробку друкованої плати, її виготовлення, монтаж компонентів, програмування мікроконтролерів, перевірка роботоздатності збірки, внесення виправлень, під’єднання до персонального комп’ютера і збірка в корпусі. Також проведений аналіз існуючого програмного забезпечення для збору інформації про стан безпроводового ефіру. За результатами порівняльних дослідів різних збірок аналізаторів спектру отримані спектрограми для різних типів сигналів. За цими типовими спектрограмами проведений порівняльний аналіз роботи різних прототипів. Запропоновані підходи до побудови сенсорів на базі аналізаторів спектру дозволяють створювати малопотужні модулі для вбудовування в існуючі безпроводові інформаційні мережі підприємств для запобігання міжканальної інтерференції і забезпечення цілісності передавання даних. В результаті експериментів видно, що не всі існуючі модулі сильно відрізняються за характеристиками, а якість їх роботи напряму пов’язана з типом і якістю антени. В статті приведено принципові електричні схеми, перелік елементів, приклади друкованих плат, програматори, програмне забезпечення і прототипи.The article deals with the development, implementation and research of the spectrum analyzers that can be used in sensor networks and Internet systems of things. As an operating frequency range, 2.4–2.5 GHz ISM is selected. At the stage of hardware selection, a comparative analysis of existing available microcontrollers for the analysis of the spectrum, the choice of hardware interfaces, the ordering of the required modules and electrical components, as well as the input control is carried out. During development, several variants of spectrum analyzers on the basis of microcontroller and TI Chipcon СС2500 microcontrollers with USB interfaces, as well as Cypress CYWUSB6935 modules with LPT and USB interfaces, have been implemented. At the development stage, the development of the printed circuit board, its fabrication, component assembly, microcontroller programming, the verification of the assembly's robustness, making corrections, connecting to a personal computer and assembly in the case have been carried out. An analysis of existing software for collecting information on the state of the wireless broadcast is also conducted. According to the results of comparative experiments of various collections of spectrum analyzers, spectrographs for different types of signals were obtained. On these typical spectrographs a comparative analysis of the work of various prototypes was conducted. The offered approaches to building sensors on the basis of spectrum analyzers allow to create low-power modules for embedding in existing wireless information networks of enterprises for prevention of inter-channel interference and ensuring the integrity of data transmission. As a result of experiments, it is evident that not all existing modules are very different in characteristics, and the quality of their work is directly related to the type and quality of the antenna. The article gives the basic electric circuits, a list of elements, examples of PCBs, programmers, software and prototypes

Again On Holling's Puzzle

In a recent IIASA Research Report, C. Holling introduces a new concept of Resilience as an important characteristic of the behavior of complex ecological systems. He writes (1) In mathematical analyses, stability has tended to assume definitions that relate to conditions very near equilibrium points. (2) Resilience determines the persistence of relationships within a system and is a measure of the ability of these systems to absorb changes of state variables, driving variables, and parameters, and still persist. In this definition resilience is the property of the system and persistence of probability of extinction is the result. (3) Stability on the other hand, is the ability of a system to return to an equilibrium state after a temporary disturbance. (4) The more rapidly it returns, and with the least fluctuation, the more stable it is. In this definition stability is the stability is the property of the system and the degree of fluctuation around specific states the result. With these definitions in mind a system can be very resilient and still fluctuate greatly, i.e. have low stability. These forms of definitions are rather vague and underestimate the achievements of modern stability theory. The subsequent examples do little to clarify the definitions. Meanwhile, defining stability as behavior not only near equilibrium but also in the large and allowing for existing oscillations even in stable systems, the concept of stability may be extended to a broader class of problems and in particular to Holling's concept of resilience. These broad definitions are in current use in stability theory. The vague nature of Holling's approach resulted in the appearance of several mathematical definitions of resilience when this topic was discussed among the IIASA methodology staff in February, 1975. This note is another attempt to solve a loosely specified problem and it is certainly open for any criticism and comments. As the concepts of stability and resilience appear very often together in Holling's presentation we shall try to relate them directly through rigorous concepts of stability theory

Analysis of Recent Attacks Based on Social Engineering Techniques

This paper attempts to strengthen the pursued research on social engineering (SE) threat identification, and control, by means of the author’s illustrated classification, which includes attack types, determining the degree of possible harm to each types of possible, known attacks, countermeasures by types of threats that leads to loss of personal or corporate confidential information (user id, passwords, closed documentation). Further, this analytical study will become the starting point for deeper, practically oriented and tested research

Overview of the Course in “Wireless and Mobile Security”

This paper provides an overview of “Wireless and Mobile Security” course. The course offers practical study of security issues and features concerning wireless security. The program of the course effciently interleaves systematic theoretical knowledge and practical work. The theoretical part of the course includes basic information about the architecture of wireless networks, as well as available in this area to modern standards and protection mechanisms built into the equipment for wireless networks. It is also proposed an effective method for integrating a wireless network with the existing network infrastructure, taking into account all aspects of security. More than 50 percent of teaching time is devoted to practical work on the protection of wireless networks. During the course skills to work with software NetStumbler, Kismet, AirSnort, Aircrack, and other monitoring wireless and network tools will be acquired. Particular attention is paid to the use of the most common tools of audit wireless networks, both commercial, and open source. In conclusion, a comprehensive approach to wireless security will be offered for each wireless technology

Zwiększona Prędkość Analizatorów Widma w Oparciu o Procesory RISC Atmel Atmega328 i ARM Cortex-M3

The paper analyzes the physical fundamentals of spectrum analysis and security threats due to the inability to provide sufficient level of data integrity and availability in wireless networks. The device for the construction of spectrum analyzers was searched. The analysis of hardware and circuitry of systems is made. Based on these data, solutions are built that allow you to make a stand-alone device based on the Atmega328 and Cortex-M3 processors. The structural scheme is developed and the questions of coordination of interfaces of existing modules and boards are solved. Procedures for obtaining data and displaying them are developed. The firmware with a module based on Arduino Nano and STM32F103C8 boards has been developed. All results are practically confirmed on hardware, and examples of hardware and software implementation of spectrum analysis by one device on different platforms are given.У роботі були проаналізовані фізичні основи аналізу спектру і загрози безпеці за рахунок неможливості забезпечити достатній рівень цілісності і доступності даних у безпрoводових мережах. Проведено пошук пристроїв для побудови спектроаналізаторів. Зроблено аналіз апаратного забезпечення і схемотехніки систем. На основі цих даних побудовані рішення, які дозволяють зробити окремий автономний пристрій на базі процесорів Atmega328 та Cortex-M3. Розроблено структурні схему і вирішені питання узгодження інтерфейсів існуючих модулів та плат. Розроблена процедура отримання даних і їх відображення. Створені прошивки з модулем на базі плат Arduino Nano та STM32F103C8. Всі результати практично підтверджені на апаратному забезпеченні, та наведені приклади апаратнопрограмної реалізації аналізу спектру одним пристроєм на різних платформах.Artykuł analizuje fizyczne podstawy analizy widma i zagrożenia bezpieczeństwa z powodu niemożności zapewnienia wystarczającego poziomu integralności danych i dostępności w sieciach bezprzewodowych. Zbadano urządzenie do budowy spektroanalizatorów. Przeprowadzana jest analiza sprzętu i obwodów systemów. W oparciu o te dane budowane są rozwiązania, które pozwalają stworzyć samodzielne urządzenie oparte na procesorach Atmega328 i Cortex-M3. Opracowano schemat strukturalny i rozwiązano kwestie kordynacji interfejsów istniejących modułów i tablic. Opracowywane są procedury uzyskiwania danych i ich wyświetlania. Oprogra284 mowanie układowe z modułem opartym na płytach Arduino Nano i STM32F103C8 zostało opracowane. Wszystkie wyniki są praktycznie potwierdzone na sprzęcie, a przykłady sprzętu i oprogramowania implementacji analizy widma przez jedno urządzenie na różnych platformach są podane

Safe Monitoring System for Wireless Networks based on the Merkle Tree

The Merkle tree, which is proposed in this report for use in the creation of wireless networks, is a special data structure that contains summary information about a certain amount of data and is used to verify the integrity and reliability of the data and their individual nodes transmitted between the nodes

Керівництво по eduScrum. Правила гри

eduScrum — це редакція програми Scrum для освітніх систем. З eduScrum студенти працюють разом енергійно, цілеспрямовано та ефек-тивно. eduScrum стимулює студента перетворюватися на цінного члена команди. eduScrum створює настрій, спрямований на постійне вдоско-налення. eduScrum — це основа для процесу творчості та підтримки