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An Energy-Efficient Defense against Message Flooding Attacks in Delay Tolerant Networks Uma defesa com eficiência energética contra ataques de inundação de mensagens em redes tolerantes a atrasos

Hiromu ASAHINA, Keisuke ARAI, Shuichiro HARUTA, P. Takis MATHIOPOULOS, Iwao SASASE

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Resumo:

Redes tolerantes a atrasos (DTNs) são vulneráveis ​​a ataques de inundação de mensagens, nos quais um grande número de mensagens maliciosas é enviado, esgotando os recursos da rede. Para resolver este problema, estudos anteriores focaram principalmente em restringir o número de mensagens que os nós podem gerar por intervalo de tempo, permitindo que os nós monitorem o histórico de comunicação dos outros nós. Como os adversários podem esconder seus ataques alegando um histórico falso, os nós trocam seus históricos de comunicação e detectam um invasor que apresentou um histórico de comunicação inconsistente. No entanto, esta abordagem aumenta o consumo de energia do nó, uma vez que o número de históricos de comunicação aumenta cada vez que um nó se comunica com outro nó. Para lidar com este problema, neste artigo, propomos uma defesa energeticamente eficiente contra tais ataques de inundação de mensagens. A ideia principal do esquema proposto é limitar no tempo a troca do histórico de comunicação de modo a reduzir o volume e ao mesmo tempo garantir a detecção eficaz de inconsistências. A vantagem desta abordagem é que, ao remover os históricos de comunicação após terem revelado tais inconsistências, o consumo de energia é reduzido. Para estimar esse tempo de expiração, são derivadas expressões analíticas baseadas em um modelo de propagação de mensagens baseado em cadeia de Markov para a probabilidade de que um histórico de comunicação revele tal inconsistência em um tempo arbitrário. Resultados extensivos de avaliação de desempenho obtidos por meio de simulações computacionais e vários critérios de desempenho verificam que o esquema proposto melhora com sucesso a eficiência energética geral. Por exemplo, estes resultados de desempenho mostraram que, em comparação com outras defesas anteriormente conhecidas contra ataques de inundação de mensagens, o esquema proposto prolonga em pelo menos 22% a vida útil da bateria dos nós DTN, mantendo os mesmos níveis de proteção.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Communications Vol.E104-B No.4 pp.348-359
Data de publicação
2021/04/01
Publicitada
2020/10/06
ISSN online
1745-1345
DOI
10.1587/transcom.2020EBP3085
Tipo de Manuscrito
PAPER
Categoria
Teorias Fundamentais para Comunicações

autores

Hiromu ASAHINA
  Keio University
Keisuke ARAI
  Keio University
Shuichiro HARUTA
  Keio University
P. Takis MATHIOPOULOS
  National and Kapodistrian University of Athens
Iwao SASASE
  Keio University

Palavra-chave