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Esquema de seguridad para la reprogramación de redes inalámbricas de sensores
Security scheme for the reprogramming of wireless sensor networks
CARLOS FERNANDO CALOCA DE LA PARRA
Jose Antonio Garcia Macias
Acceso Abierto
Atribución
Reprogramación de red,Redes inalámbricas de sensores,Seguridad en diseminación de código,Firmas digitales y estructuras Hash
Recientemente se han enfocado muchos esfuerzos de investigación en redes inalámbricasde sensores para utilizar esta tecnología en aplicaciones reales de sensado ycómputo ubicuo. Uno de los avances recientes en este sentido es la idea de utilizarel medio inalambrico para diseminar código de manera automática a toda la red. Aeste proceso se le conoce como reprogramación inalámbrica. Sin embargo, a pesar dehaberse hecho varias propuestas para la reprogramación de las redes de sensores, pocaatención se le ha prestado a la incorporación de mecanismos de seguridad a este proceso.Es precisamente este el enfoque del presente trabajo.La propuesta que aquí se presenta consiste en proteger la autenticación del nuevoprograma mediante firmas digitales y estructuras hash. Asimismo, se propone protegerla confidencialidad del nuevo programa mediante el cifrado simétrico del código, demodo que éste se descifre una vez que el nodo vaya a cambiar al nuevo programa. Por último, se proponen mecanismos que limitan la efectividad de algunos posibles ataquesal funcionamiento del protocolo de reprogramación. Esta propuesta es una extensiónde seguridad a Deluge, un protocolo de reprogramación de redes de sensores eficiente eincluido en el sistema operativo TinyOS.Con el propósito de evaluar el impacto y desempeño de los mecanismos de seguridadpropuestos, se ofrece una evaluación experimental en nodos reales TmoteSky yutilizando al simulador Tossim. Adicionalmente, se presenta un análisis teórico quedemuestra la seguridad de los mecanismos propuestos. Esta evaluación muestra quelos mecanismos de seguridad propuestos agregan un modesto costo adicional, el cualhace viable y práctica la implementación de tales mecanismos en redes inalámbricas desensores reales
Recently, many research efforts have been focused in wireless sensors networks inorder to use this technology in real-world applications for sensing and ubiquitous computing.One of the recent developments in this direction is the idea of using the wirelesschannel to automatically disseminate code to the entire network. This process is knownas wireless reprogramming. However, despite of the several proposals for reprogrammmingsensor networks, little attention has been given to the incorporation of securitymechanisms to this process. This is precisely the focus of the present work.The proposal presented here consists in protecting the authentication of the newprogram through digital signatures and hash structures. Also, the use of symmetricencryption of the code is proposed, in order to protect the confidentiality of the newprogram. This code will be decrypted when the node changes to the new program.Finally, mechanisms limiting the effectiveness of some possible attacks on the operationof the reprogramming protocol are proposed. This proposal is a security extensionfor Deluge, an efficient reprogramming protocol for wireless sensor networks, which isincluded in the TinyOS operating system.In order to assess the impact and performance of the proposed security mechanisms,this work provides an experimental evaluation in real TmoteSky sensor nodes, as wellas using the Tossim simulator. Additionally, it presents a theoretical analysis thatdemonstrated the security of the proposed mechanisms. This evaluation shows thatthe proposed security mechanisms add a modest additional cost, thus making feasibleand practical the implementation of these mechanisms in real wireless sensor networks.
CICESE
2007
Tesis de maestría
Español
Caloca de la Parra,C.F.2007.Esquema de seguridad para la reprogramación de redes inalámbricas de sensores.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.xiv, 204 pp.
CIENCIA DE LOS ORDENADORES
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