Modelling Routing Attacks on Collection Tree Protocol and Designing an Intrusion Detection System on Real-Time Wireless Sensor Networks

Abstract

Kablosuz Algılayıcı Ağlar (KAA), günümüzde IoT sistemlerin kullanımlarının artması ile birlikte önem kazanan konulardan birisi haline gelmiştir. KAA’yı oluşturan düğümlerin sınırlı kaynaklara sahip olması ile birlikte kablosuz ortamın saldırılara açık olan doğası, bu ağlarda çeşitli güvenlik sorunlarını da beraberinde getirmektedir. Veri paketinin kaynaktan hedefe doğru yönlendirilmesi aşamasında içeriden yapılan saldırılarda kriptolojik ve/veya kimlik doğrulama tabanlı çözümler başarılı olamadıkları için bu saldırılara yönelik farklı çözümlerin üretilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, gerçek zamanlı KAA’da çıkış deliği, kara delik ve seçici yönlendirme saldırılarını içeren bir grup yönlendirme saldırıları test ortamı üzerinde modellenmiştir. Son yıllarda literatürde popüler bir yönlendirme mimarisi olan CTP protokolü üzerinde 3 çeşit yönlendirme saldırısının gerçek zamanlı olarak modellenmesi ve ardından komşu izleme tabanlı bir saldırı tespit sisteminin gerçek zamanlı olarak tasarlanarak test edilmesi bu çalışmanın yenilikçi yönünü oluşturmaktadır. Ayrıca bu çalışmanın, CTP üzerinde saldırıların gerçek zamanlı davranış modellerini şekillendirmesi açısından gelecekte tasarlanacak olan saldırı tespit ve saldırı yanıt sistemleri için temel oluşturacağı düşünülmektedir.

Nowadays, Wireless Sensor Networks (WSNs) have become one of the important issues with the increasing usage of IoT systems. The nodes having limited resources in WSNs and the nature of wireless environment, which is vulnerable to attacks, bring along various security problems. Since cryptologic and / or authentication-based solutions are not successful for insider attacks during the travelling of data packet from source to destination, different solutions should be proposed. In this study, a group of routing attacks, including sinkhole, black hole and selective forwarding attacks in real time WSNs, are modelled and analysed on testbed. The contributions of this study are real-time modelling of 3 different types of routing attacks on CTP protocol, which is a popular routing architecture in literature in recent years, and the design and testing of a real time neighbour tracking-based intrusion detection system from these attacks. Besides, this study is thought to be the basis for future intrusion.