Publicação

End-to-end security solutions for Internet-integrated Wireless Sensor Networks

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A investigação em soluções tecnológicas para as Redes de Sensores Sem Fios (RSSF) despertou grande interesse e inúmeros esforços ao nível da investigação em anos recentes. O objetivo inicial de tais redes foi o de providenciar uma base tecnológica que permitisse dispor de aplicações sensoriais distribuídas, desenhadas com propósitos bem específicos nas mais diversas áreas de investigação e aplicação. Uma característica distintiva das RSSF é a utilização de dispositivos com capacidade para comunicar por radiofrequência e de “sentir” e “atuar” no meio físico que os rodeia. Tal capacidade permite, na prática, o desenvolvimento e a utilização de soluções verdadeiramente inovadoras implementadas com recurso a aplicações distribuídas capazes de interagir com o mundo físico. As aplicações originais das RSSF visavam essencialmente a construção de soluções eficientes para problemas bem delimitados e, como consequência, tais redes não eram projetadas com o objetivo de suportar diferentes tipos de aplicações ou mecanismos de comunicação adaptáveis a diferentes propósitos de utilização. Podemos igualmente verificar que os mecanismos de comunicação e segurança utilizados em tais aplicações eram desenhados de acordo com o seu propósito específico de utilização. Por conseguinte, a heterogeneidade ao nível das aplicações suportadas e dos seus requisitos não foi considerado um aspecto prioritário no desenho das soluções clássicas de comunicação e segurança em ambientes de RSSF. Tais soluções consideram portanto as RSSF como sendo vocacionadas essencialmente para o suporte de aplicações especializadas e isoladas, sem a capacidade de suportar aplicações e equipamentos heterogéneos, bem como comunicações com dispositivos externos ao seu ambiente de comunicações. Tais características são fundamentais na evolução e no sucesso da infraestrutura de comunicações e segurança da Internet, e motivam atualmente uma mudança de paradigma ao nível da utilização das RSSF, um aspeto que motiva as abordagens de investigação descritas na presente tese. A viabilidade da maioria das aplicações dos ambientes RSSF, quer isolados ou integrados com a Internet, dependerá fortemente da utilização de mecanismos adequados de segurança. Embora a segurança seja fundamental no contexto das várias estratégias de integração analisadas na presente tese, pode ser considerada particularmente relevante no contexto da exposição das RSSF à infraestrutura de comunicações global da Internet. De facto, para além das ameaças de segurança inerentes à utilização de comunicações sem fios e às restrições dos próprios dispositivos sensoriais, a exposição das RSSF à infraestrutura de comunicações Internet, ainda que limitada e controlada, motivará necessariamente riscos e ameaças acrescidas que importa prevenir e combater através da adopção de mecanismos de segurança apropriados. Os trabalhos de investigação apresentados na presente tese abordam a problemática da segurança no contexto da integração das RSSF com a Internet, em particular no que diz respeito à proteção das comunicações fim-a-fim no contexto da integração das RSSF com a infraestrutura de comunicações e segurança global. Esta estratégia de integração está presentemente a ganhar protagonismo através da adopção de mecanismos Internet de comunicações optimizados para ambientes RSSF. Um objetivo central das propostas de investigação discutidas na presente tese é precisamente o de contribuir para os ambientes de RSSF que utilizam tais mecanismos de comunicação, em particular no que concerne à proteção de comunicações fim-a-fim entre dispositivos SSF e sistemas externos às RSSF. Os mecanismos de segurança propostos ao longo da presente tese abordam várias técnicas e focam-se em diferentes níveis protocolares, para a obtenção de segurança fim-a-fim com RSSF integradas com a Internet. Estes mecanismos procuram responder, em particular, à questão da viabilidade de obtenção, de forma eficiente, de segurança efetiva no contexto da utilização de comunicações fim-a-fim Internet entre SSF e outros sistemas externos à RSSF ou na Internet. Tais mecanismos de segurança e comunicações poderão contribuir de forma decisiva para a viabilidade de aplicações sensoriais distribuídas que dependam ou beneficiem de comunicações Internet diretas entre sistemas Internet e plataformas sensoriais com restrições ao nível de recursos tais como os SSF. De notar que, apesar do foco particular da presente tese nas soluções de segurança para comunicações fim-a-fim, a integração das RSSF com a Internet motivará igualmente a utilização de outros tipos de mecanismos desenhados para fazer face a requisitos de segurança muitas vezes transversais aos vários protocolos de comunicação. Tais mecanismos podem garantir funcionalidades de segurança tais como o controlo de acessos, a gestão de chaves ou a detecção de intrusões, entre outros, ou suportar mecanismos para garantia de aspectos de segurança tal como a privacidade e a confiança. Os mecanismos desenhados e avaliados ao longo da presente tese consideram diferentes aproximações ao problema da obtenção de segurança fim-a-fim em RSSF integradas com a Internet. Estes mecanismos são avaliados de acordo com a sua capacidade de cumprirem requisitos de segurança predefinidos, ao mesmo tempo fazendo uma utilização eficiente dos recursos críticos e limitados ao seu dispor nas RSSF. O trabalho de investigação descrito na presente tese refere-se ao desenho de mecanismos para obtenção de segurança fim-a-fim ao nível das camadas protocolares de rede, transporte e aplicação. À semelhança da arquitetura atual de comunicações da Internet, a utilização de mecanismos complementares de comunicações e segurança também promove o suporte efetivo de aplicações e cenários de utilização com diferentes características e requisitos.
Autores principais:	Granjal, António Jorge da Costa
Assunto:	Security in Wireless Sensor Networks End-to-end security in 6LoWPAN environments
Ano:	2014
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Coimbra
Idioma:	inglês
Origem:	Estudo Geral - Universidade de Coimbra