Küme tabanlı kablosuz algılayıcı ağlarda güven tabanlı yönlendirme protokolü tasarımı

Abstract

Bir Kablosuz Algılayıcı Ağ (KAA), fiziksel dünyadan algıladığı verinin uygulama doğrultusunda talep edilen lokasyona kablosuz ortam aracılığı ile aktarılmasını sağlayan binlerce algılayıcı düğümden oluşmaktadır. Algılayıcıların düşük maliyet, küçük boyut ve kolay yerleşim avantajlarının yanında sınırlı enerji, kısıtlı iletişim kapasitesi ve değiştirilemeyen batarya sorunu gibi birçok dezavantajı da bulunmaktadır. Tehlikeli iç saldırılar grubuna dahil olan yönlendirme saldırıları, ağ sistemini bloke ederek, veri iletimine büyük ölçüde zarar vermektedir. Güven tabanlı sistemlerde amaç, saldırı tespit sistemlerdeki gibi saldırıyı yakalamak değil, paket için güvenilir bir yol oluşturularak, hedef düğüme başarıyla ulaşmasını sağlamaktır. Bu tezde, kümeleme tabanlı bir KAA için tutarlılık faktörü, paket iletim oranı ve bencillik parametrelerinden oluşan güven değerine ve kalan enerji seviyesine bağlı olarak küme başı seçim yöntemi ve güvenli yönlendirme protokolü olan GüYöM önerilmiştir. Simülasyon yöntemi ile yapılan değerlendirmelerde, GüYöM, LEACH ve TLES yönlendirme protokolleri, ağ alanı, düğüm sayısı, saldırgan oranı gibi KAA'ların çeşitli ağ parametrelerinin farklı değerleri için kıyaslanmıştır. Performans kriterleri olarak da paket kayıp oranları, yaşayan düğüm sayısı ve düğümler tarafından harcanan enerji kullanılmıştır. Her iki saldırı modeli için de GüYöM'ün, LEACH ve TLES protokollerine kıyasla daha uzun ağ yaşam süresi, daha az harcanan enerji ve paket kayıp oranlarını ise azalttığı tespit edilmiştir.

A Wireless Sensor Network (WSN) is composed of thousands of sensor nodes that enable the transmission of perceived data from the physical world to the requested location via wireless media. Besides the advantages of low cost, small size and easy deployment of the sensor nodes, there are many disadvantages such as limited energy, limited communication capacity and non-replaceable battery problem. In trust-based systems, the goal is not to capture the attack as in intrusion detection systems, but to create a reliable path for the package to ensure that it reaches the target node successfully. In this thesis, a cluster selection method and a secure routing protocol, GüYöM, is proposed for a cluster-based WSN based on the trust value consisting of consistency factor, packet transmission rate and selfishness parameters and the remaining energy level. In the evaluations made by simulation method, GüYöM, LEACH and TLES routing protocols are compared for different values of various network parameters such as the network area, the number of the nodes, and the attacker rate. As performance criteria, packet loss rates, the number of living nodes and energy consumed by the nodes are used. For both attack models, GüYöM has been found to provide longer network life, less consumed energy and reduced packet loss rates compared to LEACH and TLES protocols.