ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ БЕСПРОВОДНЫХ СЕНСОРНЫХ СЕТЕЙ КАК ОСНОВНОГО КОМПОНЕНТА ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ (IOT)

ВВЕДЕНИЕ 6
1 Интернет вещей (IoT) и его архитектура 8
1.1 История развития IoT 8
1.2 Архитектура IoT 9
1.2.1 Трехуровневая и пятиуровневая архитектуры 9
1.2.2 Облачные и туманные архитектуры 11
1.2.3 Современный вариант архитектуры IoT 12
1.3 Область применения IoT 14
1.3.1 Розничная торговля 15
1.3.2 Производство 15
1.3.3 Здравоохранение 16
1.3.4 Энергетика 18
Выводы по разделу 1 20
2 Беспроводные сенсорные сети (WSN) как основа Интернета вещей (IoT) 21
2.1 История развития беспроводных сенсорных сетей (WSN) 21
2.2 Использование WSN в составе Интернета вещей (IoT) 24
2.2.1 Узлы датчиков 25
2.2.2 Технология сетевого доступа 26
2.2.3 Топология 27
2.2.4 Группирование данных 28
2.3 Основные атаки на беспроводные сенсорные сети в составе Интернета вещей (IoT) 30
2.3.1 Активные атаки 31
2.3.1.1 Атаки на физическом уровне 31
2.3.1.2 Атаки на канальном уровне 32
2.4.1.3 Атаки на сетевом уровне 33
2.4.1.4 Атаки на транспортном уровне 38
2.4.1.5 Атаки на прикладном уровне 39
2.4.2 Пассивные атаки 41
Выводы по разделу 2 42
3. Разработка модели угроз для беспроводной сенсорной сети в составе Интернета вещей (IoT) 44
3.1 Описание объекта защиты 44
3.2 Построение модели угроз информационной безопасности для беспроводной сенсорной сети в составе «Умного дома» 47
Выводы по разделу 3 53
4. Разработка рекомендаций по защите беспроводных сенсорных сетей в составе Интернета вещей (IoT) на базе «Умного дома» 54
4.1 Защита от внутренних угроз 54
4.2 Защита от внешних угроз 56
4.3 Анализ эффективности защиты 60
4.4 Тестирование возможности несанкционированного подключения 60
4.5 Сканирование уязвимостей беспроводной сенсорной сети в составе «Умного дома» 61
Выводы по разделу 4 61
Заключение 62
Список использованных источников 64
Приложение А 67
Приложение Б 71

Весь текст будет доступен после покупки

За последнее десятилетие цифровизация затронула все важные сферы общества, что привело к появлению новых сетевых технологий. Общество получило возможность управлять сложными физическими процессами в режиме реального времени, получать и анализировать большие объемы данных, эффективнее распределять ресурсы.
Среди современных сетевых технологий одной из наиболее перспективных являются беспроводные сенсорные сети (Wireless Sensor Networks, WSN), которые находят широкое применение в различных областях жизнедеятельности человека (здравоохранение, промышленность, ЖКХ, сельское хозяйство). WSN привлекательны своей низкой стоимостью производства и установки, автоматической работой и длительной автономностью. Благодаря техническому прогрессу, WSN начали интегрироваться с Интернетом вещей (IoT) [1], что предоставляет доступ к большому объему данных. Поэтому безопасность IoT в первую очередь должна начинаться с обеспечения безопасности WSN сетей.
WSN - это сеть, состоящая из множества узлов датчиков, каждый из которых обнаруживает физические явления, такие как свет, тепло, давление и другие [2]. Она представляет собой инновационный способ сбора информации для создания информационно-коммуникационной системы, которая повышает надежность и эффективность инфраструктуры. Установка WSN во многом осуществляется проще, чем установка проводных решений, и сама сеть гибче в устройствах. Быстрое развитие технологии датчиков делает WSN ключевой технологией IoT.
Исследование является актуальным, так как угрозы информационной безопасности для беспроводных сенсорных сетей в составе Интернета вещей (IoT), равно как и ущерб от их реализации, растут с каждым годом. Чтобы предотвратить негативные последствия — необходимо понимать причины и изучать способы минимизации рисков.
При работе над диссертацией были изучены труды: Довгаль Д.В., Довгаль В.А., Курмаева Т.И., Блощук А.А., Антипко А.В., Burg A., Chattopadhyay A., Lam K.Y., Chong C.Y. и Kumar, S. P.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Интернет вещей (IoT) и его архитектура
1.1 История развития IoT

Интернет вещей (IoT) - это концепция вычислительной сети физических предметов («вещей»), оснащенных встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека [3]. Эта концепция может значительно улучшить различные аспекты нашей жизни и создать более удобный, умный и безопасный мир.
Примеры IoT включают в себя носимые устройства, умный дом, который может контролировать освещение и отопление, а также умное предприятие, которое контролирует промышленное оборудование и предотвращает поломки. IoT играет важную роль в цифровой трансформации компаний, и к 2030 году количество подключенных устройств может достигнуть 24 млрд с годовой выручкой до 1,5 трлн долларов [4].
Термин «Интернет вещей» был впервые употреблен в 1999 году Кевином Эштоном, предпринимателем и соучредителем центра Auto-ID Labs (независимая сеть лабораторий и исследовательская группа в области сетевой радиочастотной идентификации и новых сенсорных технологий) при Массачусетском технологическом институте [5]. Эштон и его команда изобрели технологию, которая позволяла подключать объекты к интернету при помощи технологии RFID. RFID-технология представляет собой специальную метку идентификации, которая использует радиосигналы для идентификации объектов. На метку можно записать определенную информацию, которую затем можно считать при помощи устройства.
В 2012 году произошли значительные изменения датчиков, что привело к ускорению рыночной готовности IoT, и для многих компаний это означало, что цифровая трансформация набирает обороты [6]. Технологическое совершенствование сделало возможным появление МЭМС - микроэлектромеханических систем (миниатюрное устройство, изготовленное методом микрообработки как из механических, так и из электрических компонентов). Благодаря микроэлектромеханическим системам (МЭМС) датчики стали настолько миниатюрными, что их можно фиксировать на одежде.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Довгаль В.А., Довгаль Д.В. Обзор возможностей интеграции облачных вычислений и Интернета вещей // Вестник Адыгейского государственного университета. Сер.: Естественноматематические и технические науки. 2019. Вып. 4 (251). С. 81–86.
2. Ефименко, М. С. Беспроводные сенсорные сети / М. С. Ефименко, С. И. Клымив, Р. Б. Саткенов. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 51 (237). — С. 40-42.
3. Перри Ли. Архитектура интернета вещей // ДМК Пресс. – М.: 2019. - №1 – С. 26.
4. Число устройств интернета вещей утроится к 2030 году. – URL: https://www.cnews.ru/news/top/2020-06-30_chislo_ustrojstv_interneta (дата обращения: 09.05.2023).
5. Что такое IoT и что о нем следует знать. – URL: https://habr.com/ru/companies/otus/articles/549550/ (дата обращения: 09.05.2023).
6. В системах IoT датчики. – URL: https://shamrin.ru/v-sistemah-iot-datchiki/?ysclid=li8gt8dt2s114895846 (дата обращения: 09.05.2023).
7. Довгаль Д.В., Довгаль В.А. Модель обучения и контроля потоков данных в беспроводных однокристальных датчиках при распределенном моделировании в трехслойной структуре промышленного Интернета вещей (IoT) // Информационные технологии в науке, промышленности и образовании: сб. трудов Всерос. науч.-техн. конф. Ижевск: Изд-во ИжГТУ им. М.Т. Калашникова, 2023. С. 59–64.
8. Курмаев Т.И., Блощук А.А. Интернет вещей для предприятий: экосистема и архитектура // SPIRIT TIME, 2023. С. 7-9.
9. Довгаль В.А., Довгаль Д.В. Обзор возможностей интеграции облачных вычислений и Интернета вещей // Вестник Адыгейского государственного университета. Сер.: Естественноматематические и технические науки. — 2023.— № 4 (251). С. 81–86.
10. Антипко А. В. Облачные вычисления. Модели развертывания систем облачных вычислений // Молодой ученый. — 2023. — № 6 (453). — С. 9-10.
11. Тестирование интернета вещей (IoT - Internet of Things). – URL: https://vladislaveremeev.gitbook.io/qa_bible/testirovanie-v-raznykh-sferakh-oblastyakh-testing-different-domains/testirovanie-interneta-veshei-iot-internet-of-things (дата обращения: 09.05.2023).
12. Аналитика, машинное обучение и Интернет вещей [Электронный ресурс]. – URL:https://kak.voipscan.ru/how/kak poyavilsya internet veschey.html?ysclid=li8hev3lij672713147 (дата обращения: 09.05.2023).
13. Что такое интернет вещей и зачем это нужно. – URL: https://recom.mgp-avto.ru/recomended/ustroystva-iot-chto-eto-takoe.html (дата обращения: 09.05.2023).
14. Burg A., Chattopadhyay A., Lam K.Y. Wireless communication and security issues for cyberphysical systems and the Internet-of-Things // Proceedings of the IEEE. – 2023. – №1. – С. 38–60.
15. CHONG C.Y., KUMAR, S. P. Sensor networks: Evolution, opportunities, and challenges // Proceedings of the IEEE.: 2023. – № 91(8) – С. 1247-1256.
16. KUMAR S., SHEPHERD D. Sensit: Sensor information technology for the warfighter // Proceedings of the 4th International Conference on Information Fusion (FUSION’01).: 2023. – №1 – С. 3-9.
17. COY P., GROSS N. et al. 21 Ideas for the 21st Century. // Business Week Online.: 2023. – №3 – С. 78-167.
18. NI L.M. China’s national research project on wireless sensor networks. // Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Sensor Networks, Ubiquitous, and Trustworthy Computing (SUTC’08).: 2023. – №2 – С. 19.
19. IEEE 802.15.4e-2012, IEEE Standard for local and metropolitan area networks – Part 15.4: Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs) Amendment 1: MAC sublayer, 2023. – С. 11.
20. IEEE Std 802.11-2012, Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, IEEE Computer Society, 2023. – С. 7.
21. Беспроводная безопасность – запуск беспроводных атак. – URL:https://coderlessons.com/tutorials/kachestvo-programmnogo-obespecheniia/izuchite-besprovodnuiu-bezopasnost/besprovodnaia-bezopasnost-zapusk-besprovodnykh-atak (дата обращения: 09.05.2023).
22. Особенности DDoS атак в беспроводных сетях. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-ddos-atak-v-besprovodnyh-setyah (дата обращения: 09.05.2023).

Весь текст будет доступен после покупки