Cùng với những ngành công nghệ khác, mobile ad hoc networks đã đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp các loại ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như các ứng dụng mạng cảm biến không
TÌM HIỂU TỔNG QUAN
G IỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG FANET
Công nghệ máy tính và truyền thông không dây đã tiến bộ nhanh chóng, mang đến những ứng dụng mới cải thiện chất lượng cuộc sống Trong bối cảnh phát triển công nghệ, mạng di động ad hoc đã đóng vai trò quan trọng, cung cấp nhiều ứng dụng đa dạng như mạng cảm biến không dây và hệ thống giao thông thông minh.
Gần đây, thuật ngữ Flying Ad hoc Network (FANET) đã xuất hiện, kết hợp các phương tiện bay không người lái với cơ sở hạ tầng cố định như trạm giao tiếp FANET mở ra nhiều ứng dụng đa dạng, bao gồm vận chuyển hàng hóa, logistics, giám sát mùa màng, giám sát nông nghiệp, hoạt động cứu hộ và ứng dụng quân sự Các khái niệm liên quan đến mạng FANET ngày càng trở nên quan trọng trong các lĩnh vực này.
Mạng Adhoc là một tập hợp các thiết bị hoặc nút mạng có khả năng kết nối và giao tiếp không dây mà không cần sự quản lý từ một trung tâm Mỗi nút trong mạng này vừa đóng vai trò là máy chủ vừa là thiết bị định tuyến, cho phép tạo ra một mạng lưới linh hoạt và tự tổ chức.
UAV (Máy bay không người lái) là thiết bị bay có nhiều kích thước và hình dạng, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau Các UAV tầm gần được điều khiển qua sóng radio, tương tự như máy bay mô hình, cho phép bộ điều khiển và UAV giao tiếp trực tiếp Ngược lại, UAV tầm xa cần sử dụng vệ tinh trung gian để đảm bảo tín hiệu đủ mạnh, giúp chúng bay xa hơn nhưng vẫn trong tầm kiểm soát.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
FANET (Flying Ad-Hoc Network) là một mạng lưới Ad Hoc được hình thành từ các UAV, cho phép chúng hoạt động hiệu quả trong các nhiệm vụ phức tạp khi kết nối với nhau Để tạo thành mạng FANET, ít nhất một UAV phải kết nối với GCS hoặc vệ tinh Mặc dù FANET có những điểm tương đồng với MANET (Mobile Ad-Hoc Network) và VANET (Vehicle Ad-Hoc Network), nhưng nó vẫn có những đặc điểm khác biệt về quan niệm và thiết kế, bao gồm kết nối, chất lượng dịch vụ, loại cảm biến, tính năng di chuyển của nút, cung cấp dữ liệu và khám phá dịch vụ.
H nh 1-2: H nh ảnh so sánh giữa MANET, VANET và FANET
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
Hệ thống FANET, với sự kết hợp của nhiều UAV, mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với hệ thống UAV đơn lẻ Việc sử dụng nhiều UAV cho phép thực hiện các kịch bản multi-hop, nghĩa là các UAV có thể hoạt động mà không cần phải kết nối trực tiếp với trạm mặt đất hoặc vệ tinh Những ưu điểm này giúp tối ưu hóa khả năng hoạt động và nâng cao hiệu quả trong các nhiệm vụ thực tế.
- Chi phí bảo trì và sửa chữa thấp hơn
Hệ thống đơn UAV có phạm vi phủ sóng hạn chế hơn so với đa UAV, trong khi đó, đa UAV thể hiện khả năng thích ứng linh hoạt hơn với các tình huống khác nhau.
So với hệ thống UAV đơn lẻ, trong hệ thống đa UAV, các UAV có khả năng liên kết và giao tiếp với nhau mà không cần đến cơ sở hạ tầng cố định Nếu một UAV không hoàn thành nhiệm vụ, các UAV khác có thể tiếp tục thực hiện nhiệm vụ đó thông qua các tuyến đường khác nhau Khi một UAV gặp rủi ro như bị tiêu diệt bởi kẻ thù hoặc gặp phải bão, dữ liệu của nó sẽ được truyền tải không dây đến các UAV lân cận để đảm bảo sự liên tục của nhiệm vụ.
- Nhiều thiết bị UAV tạo ra vùng radar dò tìm chính xác hơn
- Hệ thống đa UAV bền vững hơn, hoạt động nhanh và vận hành tốt hơn 1.1.2 Nhược điểm
Hạn chế năng lượng là một thách thức lớn đối với UAV, chủ yếu do nguồn năng lượng chính là pin tích hợp hoặc bảng điều khiển năng lượng mặt trời, trong khi kích thước pin không đủ để đáp ứng nhu cầu Phạm vi công suất vẫn bị giới hạn, đặc biệt khi thực hiện các nhiệm vụ tiêu tốn nhiều năng lượng lưu trữ, bao gồm cả việc truyền tải dữ liệu đến các nút khác.
Chất lượng dịch vụ (Quality of Service - QoS) trong FANET cho phép vận chuyển đa dạng hàng hóa đến tay khách hàng, tương tự như dịch vụ giao hàng bằng máy bay không người lái của Amazon Công nghệ này kết hợp với bản đồ GPS để tối ưu hóa quá trình giao nhận.
Mạng truyền thông FANET [Nhóm 02] cho phép phát trực tuyến video, thoại, hình ảnh và tin nhắn tức thì với chất lượng nhất định, đáp ứng các yêu cầu về độ trễ, băng thông và mất gói dữ liệu, điều này rất quan trọng cho các ứng dụng FANET Sự phối hợp giữa UAV và máy bay có người lái là điều không thể tránh khỏi, đặc biệt khi số lượng UAV ngày càng gia tăng trong tương lai.
Mạng FANET không an toàn và cần có các chương trình bảo mật hiệu quả, chú trọng đến các đặc tính đặc biệt của nó, vì những đặc điểm này là nguyên nhân chính dẫn đến các lỗ hổng trong hệ thống Việc sử dụng liên kết không dây giữa bộ phát và bộ nhận có thể tạo ra nhiều cuộc tấn công, bao gồm can thiệp chủ động, nghe trộm thụ động, giả mạo dữ liệu, rò rỉ thông tin bí mật, phát lại tin nhắn, lạm dụng tin nhắn, từ chối dịch vụ và mạo danh.
Trong mạng adhoc, việc truyền gói tin đến đích thường phải qua nhiều trạm và nút mạng, do đó cần áp dụng phương pháp định tuyến Tuy nhiên, các đặc điểm của các nút trong FANET như tốc độ, thiếu năng lượng và sự thay đổi nhanh chóng trong các liên kết khiến cho việc định tuyến trở thành một thách thức lớn Sự biến động của cấu trúc liên kết mạng và thông tin không chính xác làm cho hầu hết các giao thức như định tuyến nguồn động, định tuyến được tính toán trước hay định tuyến theo yêu cầu không thể áp dụng trực tiếp Do đó, cần phải điều chỉnh các giao thức này để phù hợp với yêu cầu của FANET.
Ngoài ra, FANET còn gặp phải một số hạn chế như môi trường hoạt động, yêu cầu về điện năng, tình trạng đứt liên kết thường xuyên do độ dao động mạng cao và tính phức tạp trong việc triển khai.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
1.1.3 Đặc điểm của m ng FANET ạ
FANET là một mạng Ad-Hoc được tạo ra từ các UAV, trong đó ít nhất một UAV phải kết nối với GCS hoặc vệ tinh FANET khác biệt so với các mạng Ad-Hoc truyền thống, nhưng có thể coi là một dạng đặc biệt của MANET hoặc VANET Các đặc điểm nổi bật của FANET bao gồm khả năng hoạt động linh hoạt và tính tự tổ chức cao.
Ứ NG DỤNG
Cấp phép có thể dẫn đến tình trạng tắc nghẽn Liên kết giữa Fanet UAV và mặt đất đạt hiệu quả tốt nhất khi sử dụng tần số 5 GHz kết hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.11a Khả năng tránh nhiễu từ các băng tần khác hoạt động hiệu quả nhất ở tần số 5,9 GHz với tiêu chuẩn IEEE 802.11p.
Mô hình lan truyền vô tuyến(Radio propagation model): Trong FANET, UAV sử dụng LoS giữa chúng và với GCS
Tiêu thụ điện năng và tuổi thọ mạng là hai yếu tố quan trọng trong hoạt động của FANET, đặc biệt khi các UAV sử dụng pin Mức tiêu thụ điện năng phụ thuộc vào phần cứng giao tiếp và các yếu tố như khoảng cách và trở ngại Để nâng cao tuổi thọ mạng và ngăn chặn sự cố, việc sử dụng thiết bị nhạy cảm với nguồn điện là cần thiết Cảm biến và thiết bị truyền động đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến mức tiêu thụ điện năng và hiệu suất của mạng.
1.1.4 Nông nghiệp Đánh giá sinh trưởng cây trồng sử dụng công nghệ viễn thám và xử lý hình ảnh: nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh có giá thành cao đối với một người nông dân bình thường, hơn nữa độ phân giải và chất lượng hình ảnh chịu ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết Sử dụng UAV nhỏ trang bị các camera phổ chuyên dụng được xem như là lựa chọn kinh tế và an toàn nhất hiện tại Các thông tin chỉ số sinh trưởng thực vật NDVI trên bản đồ xây dựng bởi ảnh chụp từ UAV có thể diễn dịch thành các dấu hiệu của một số vấn đề mà khu vực canh tác đang gặp phải như: sâu bệnh, thiếu nước và chất dinh dưỡng
Máy bay không người lái hỗ trợ rải phân bón và phun thuốc trừ sâu hiệu quả nhờ khả năng bay cao và xa Hệ thống phun đều và diện rộng giúp tăng năng suất và hiệu quả công việc, đồng thời tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình chăm sóc cây trồng.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
H nh 1-3: Ứng dụng mạng FANET trong nông nghiệp
1.1.5 Công nghiệp Đặc thù của giám sát và điều khiển công nghiệp là môi trường nhiễu lớn, không đòi hỏi lượng lớn dữ liệu thông tin được truyền tải nhưng yêu cầu rất cao về độ tin cậy và đáp ứng thời gian thực FANET được ứng dụng trong linh vực này chủ yêu phục vụ việc thu thập thông tin, giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, như trạng thái các van, trạng thái thiết bị, nhiệt độ và áp suất của nguyên liệu được lưu trữ, …
FANET có khả năng sử dụng cảm biến để phát hiện các chất độc hại và vật liệu nguy hiểm, giúp nhận diện sớm các khe hở hoặc phát hiện tràn các tác nhân hóa học và sinh học Điều này cho phép ngăn chặn thiệt hại nghiêm trọng trước khi các chất độc vượt ra ngoài vùng kiểm soát.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
UAV đã được Không quân Hoa Kỳ sử dụng để thu thập dữ liệu và đánh giá mà không làm nguy hiểm đến tính mạng phi công trong môi trường độc hại Nhờ vào công nghệ mạng ad hoc không dây, nhiều UAV có khả năng giao tiếp và hợp tác với nhau để hoàn thành nhiệm vụ Nếu một UAV bị tiêu diệt, dữ liệu của nó có thể được tải xuống nhanh chóng cho các UAV lân cận Mạng lưới giao tiếp ad hoc của UAV còn được gọi là mạng trời tức thì, phục vụ cho việc điều khiển, thu thập tin tức tình báo, theo dõi kẻ tình nghi và tìm kiếm mục tiêu.
Kiểm tra lực lượng và trang bị, giám sát chiến trường, trinh sát khu vực và lực lượng địch, tìm kiếm mục tiêu, đánh giá thiệt hại sau trận đánh, cũng như phát hiện các loại vũ khí hóa học, sinh học và hạt nhân là những nhiệm vụ quan trọng trong hoạt động quân sự.
H nh 1-4: Ứng dụng mạng FANET trong Công nghiệp
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
Công nghệ hiện đại cung cấp khả năng giao tiếp cho người khuyết tật, hỗ trợ kiểm tra tình trạng bệnh nhân và chẩn đoán hiệu quả Ngoài ra, nó còn giúp quản lý dược phẩm trong bệnh viện, theo dõi sự di chuyển và các cơ chế sinh học của côn trùng cùng các sinh vật nhỏ khác Hệ thống cũng cho phép kiểm tra từ xa các chỉ số sinh lý của con người, đồng thời giám sát và kiểm tra hoạt động của bác sĩ và bệnh nhân trong bệnh viện.
1.1.8 Trong đời sống hằng ngày và gia đ nh
- Quay phim và chụp ảnh từ trên cao, một cách tổng quát và đầy đủ nhất.
- Giao hàng nhanh chóng và tiện lợi, nhất là trong giai đoạn giãn cách dịch bệnh đang tràn lan ngoài xã hội
SmartHome là khái niệm về ngôi nhà thông minh, nơi ứng dụng công nghệ FANET để điều khiển từ xa các thiết bị điện tử như TV, máy nghe DVD, dàn âm thanh, cũng như các thiết bị gia đình khác Ngoài ra, hệ thống còn cho phép điều khiển các bóng đèn, cánh cửa và ổ khóa, tạo nên một không gian sống tiện nghi và hiện đại.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
MÔ HÌNH/KỸ THUẬT
PHÂN TÍCH LÝ THUYẾT
G IAO THỨC ĐỊNH TUYẾN
Giao thức định tuyến là ngôn ngữ giao tiếp thiết yếu giữa các router, cho phép chúng chia sẻ thông tin về các mạng Thông qua việc sử dụng các thông tin này, router có thể xây dựng và duy trì bảng định tuyến hiệu quả.
Mạng FANET ngày càng thu hút sự chú ý trong ngành công nghiệp nhờ vào ứng dụng rộng rãi của mạng AD HOC Công nghệ định tuyến đóng vai trò then chốt trong mạng này, nhưng việc thiết kế giao thức định tuyến gặp khó khăn do tính di động nhanh chóng và sự thay đổi cấu trúc liên kết trong mạng UAV Tính di động với tốc độ cao của các nút trong FANET tạo ra những thách thức lớn hơn cho công nghệ định tuyến.
Mạng FANET, một phiên bản cải tiến của mạng MANET, đã trở thành một công nghệ quan trọng trong việc truyền thông tin không dây thông qua máy bay Với khả năng thiết lập mạng lưới linh hoạt ở bất kỳ đâu và bất kỳ lúc nào mà không cần cơ sở cố định, FANET hỗ trợ hệ thống nhiều máy bay hoạt động đồng thời Nó giữ những đặc điểm của MANET truyền thống như không có trung tâm, tự tổ chức và tự phục hồi, nhưng cũng có những mục tiêu thiết kế và tính năng mạng riêng biệt Các nút máy bay trong FANET nổi bật với tốc độ nhanh, tính cơ động cao và sự phức tạp trong môi trường hoạt động.
Mạng truyền thông FANET tại các trường bay đối mặt với mức độ cạnh tranh cao, dẫn đến băng thông bị hạn chế, thường xuyên thay đổi chuyến mạch và tỷ lệ lỗi cao Cấu trúc liên kết mạng có tính năng động và biến đổi theo thời gian, khiến cho việc thiết kế định tuyến FANET trở nên khó khăn và thách thức hơn.
Giao thức định tuyến là công nghệ cốt lõi trong mạng có dây và không dây, đặc biệt quan trọng trong các mạng FANET với tính di động cao Sự di chuyển mạnh mẽ của các nút trong FANET có thể dẫn đến đứt tuyến, yêu cầu cập nhật định tuyến thường xuyên, gây tốn kém chi phí kiểm soát mạng, làm tăng độ trễ và tỷ lệ mất gói Để đảm bảo kết nối mạng hiệu quả và đáng tin cậy, việc phát triển giao thức định tuyến phù hợp cho FANET là rất cần thiết Giao thức này cần có khả năng tự tổ chức, tự phục hồi và thích ứng với sự thay đổi liên tục trong cấu trúc mạng do tốc độ di chuyển cao của các nút So với MANET, FANET có tốc độ di chuyển nhanh hơn, làm cho việc định tuyến dễ bị hỏng trong quá trình truyền thông Do đó, cần phải có những cải tiến và thiết kế lại giao thức định tuyến để phù hợp với thực tế của FANET.
Hiện nay, ngành công nghiệp FANET chưa có giao thức định tuyến độc quyền và vẫn dựa vào giao thức định tuyến của MANET Các giao thức định tuyến MANET được phân loại thành nhiều loại khác nhau dựa trên các tiêu chí phân loại khác nhau, đặc biệt là theo chiến lược khám phá tuyến đường.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02] nó được chia thành định tuyến phản ứng, định tuyến chủ động và định tuyến kết hợp
Giao thức định tuyến theo yêu cầu chỉ tạo tuyến khi nút nguồn cần giao tiếp, không duy trì thông tin định tuyến của tất cả các nút như giao thức định tuyến hướng bảng Do đó, chúng được gọi là giao thức định tuyến theo yêu cầu Tuy nhiên, loại giao thức này có độ ổn định kém trong các mạng có độ cao và cũng kém an toàn hơn, ví dụ như Định tuyến nguồn động (DSR) và Định tuyến vectơ khoảng cách theo yêu cầu đặc biệt (AODV).
Trong mạng MANET, mỗi nút duy trì một bảng định tuyến chứa thông tin về các kết nối đến các nút khác, cho phép cập nhật liên tục khi cấu trúc mạng thay đổi Tuy nhiên, trong mạng FANET, sự di chuyển nhanh chóng của các nút làm cho cấu trúc mạng thay đổi thường xuyên, khiến cho các giao thức định tuyến như OLSR (Giao thức định tuyến trạng thái liên kết được tối ưu hóa) và DSDV (Đích theo trình tự Véc tơ khoảng cách) không còn phù hợp để sử dụng.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
Sự di chuyển nhanh chóng của các nút FANET gây ra những thay đổi mạnh mẽ trong cấu trúc liên kết mạng, dẫn đến nguy cơ gián đoạn mạng Để giải quyết vấn đề này, nhiều giao thức định tuyến dựa trên nhận thức về cấu trúc liên kết đã được đề xuất Tuy nhiên, nhiều giao thức này vẫn dựa trên MANET truyền thống và chỉ bổ sung tính năng GPS mà chưa xem xét đầy đủ các yếu tố cần thiết cho kịch bản FANET Chúng tôi đã liệt kê một số giao thức định tuyến hiệu quả nhằm giải quyết các vấn đề cấu trúc liên kết trong môi trường FANET, cho phép các nút thu thập thông tin về sự thay đổi cấu trúc xung quanh theo thời gian và linh hoạt kết hợp nhiều giao thức định tuyến để thích ứng với các tình huống phức tạp.
Hướng giải quyết: Giao thức định tuyến dựa trên cây ưu tiên phân tán (DPTR)
Tác giả nghiên cứu vấn đề phân đoạn mạng trong các mạng ad hoc giữa không khí và mặt đất, đồng thời đề xuất một cấu trúc cây rb được điều chỉnh và một giao thức định tuyến (DPTR) phù hợp Giao thức này được thiết kế để truyền tải dữ liệu trong hệ thống phối hợp theo những quy tắc nhất định, nhằm giải quyết vấn đề hình thành cấu trúc mạng hiệu quả.
Mạng truyền thông FANET [Nhóm 02] không chỉ liên kết mà còn giải quyết vấn đề định tuyến hai nút tự tổ chức chạy đồng thời Giao thức được chia thành ba phần: nhận dạng nút mặt đất, nhận dạng nút không khí và các giao diện sử dụng kiến trúc mạng thần kinh Tác giả áp dụng khả năng hoạt động của khung mạng nơ ron để nhận thức sự hình thành cây, tạo thành bảng định tuyến bao gồm các nút trên không và các nút mặt đất Ưu điểm của phương pháp này là dễ dàng xác định và ưu tiên các nút phù hợp dựa trên các tham số hoạt động và đánh giá của một giao thức nhất định Phân tích thực nghiệm cho thấy rằng DPTR có khả năng hỗ trợ sự hình thành mạng kết hợp năng động cao và hoàn toàn có thể áp dụng cho FANET.
Nhược điểm của mạng là khi có nhiều nút tham gia hoặc rời bỏ, hệ thống cần duy trì nhiều bản ghi hơn để hỗ trợ sự di chuyển của các nút, dẫn đến yêu cầu cao hơn về bộ nhớ và khả năng tính toán cho các hoạt động xử lý Điều này cũng ảnh hưởng đến việc hình thành cây định tuyến khi số lượng nút vượt quá ngưỡng cho phép.
Position Aware Routing Protocols: Định vị các giao thức định tuyến nhận thức
Giao thức định tuyến này sử dụng thông tin vị trí địa lý, cho phép mỗi nút sử dụng GPS để xác định vị trí và tốc độ di chuyển của mình, sau đó truyền thông tin này đến các nút lân cận Nhờ vào khả năng đưa ra quyết định cục bộ mà không cần khám phá toàn bộ mạng, giao thức này rất phù hợp cho các mạng di động có tốc độ cao và phạm vi rộng Một trong những ưu điểm nổi bật là khả năng giải quyết vấn đề mất kết nối thường xuyên giữa các nút mạng do chuyển động không thể đoán trước.
Cluster-Based Routing Protocols: Giao thức định tuyến dựa trên cụm
Lý thuyết phân cụm là phương pháp sắp xếp các nút có đặc điểm tương đồng trong vùng lân cận địa lý thành nhiều nhóm, nhằm giải quyết vấn đề khan hiếm tài nguyên trong mạng FANET Phương pháp này không chỉ giúp tăng khả năng mở rộng của mạng mà còn giảm chi phí định tuyến, tối đa hóa thông lượng và tiết kiệm năng lượng cho UAV.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
Mạng cơ hội (opportunity network) là một loại mạng đặc biệt không yêu cầu đường dẫn hoàn chỉnh giữa nút nguồn và nút đích, cho phép giao tiếp dựa trên các cơ hội gặp gỡ do chuyển động của nút Các mạng không dây đa bước truyền thống như MANET, mạng cảm biến không dây và mạng lưới không dây thường thiếu giải pháp cho sự gián đoạn kết nối trong môi trường khó khăn, dẫn đến hiệu suất mạng giảm sút và có thể gây lỗi mạng Trong thực tế, cấu trúc topo có thể thay đổi liên tục và kết nối thường không ổn định, do đó cần nghiên cứu giao thức định tuyến để đảm bảo truyền dữ liệu hiệu quả Beaconless Opportunistic Routing Protocol mang lại lợi thế trong việc duy trì kết nối mạng với độ trễ cao và liên kết không liên tục.
C ÁC VẤN ĐỀ VỀ B ẢO MẬT
Các cuộc tấn công vào mạng Ad-Hoc
Bảo mật trong mạng FANET là một nhiệm vụ quan trọng tương tự như các mạng không dây khác Đánh giá mức độ an toàn của mạng Ad Hoc dựa trên các tiêu chí bảo mật chính như tính khả dụng, tính toàn vẹn, tính bảo mật, tính xác thực, tính không từ chối, sự ủy quyền và tính ẩn danh Tuy nhiên, do đặc thù của mạng FANET với tính chất cộng tác, liên kết không dây và thiếu cơ sở hạ tầng cố định, việc bảo mật trở nên khó khăn và thách thức Một ví dụ điển hình là vụ hack vào năm 2016 của Nils Rodday, khi ông khai thác lỗ hổng của máy bay không người lái để xâm nhập và chiếm quyền kiểm soát hệ thống UAV.
Các mạng FANET thường không an toàn và cần có các chương trình bảo mật hiệu quả, được thiết kế đặc biệt để phù hợp với các đặc tính của FANET Việc xem xét các tính năng cụ thể của FANET là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho mạng lưới này.
Mạng truyền thông FANET [Nhóm 02] có nhiều lỗ hổng bảo mật do việc sử dụng liên kết không dây giữa điểm phát và điểm nhận Điều này tạo điều kiện cho các cuộc tấn công như can thiệp chủ động, nghe trộm thụ động, giả mạo dữ liệu, rò rỉ thông tin bí mật, phát lại tin nhắn, lạm dụng tin nhắn, từ chối dịch vụ và mạo danh Trong môi trường không được kiểm soát của mạng Ad Hoc, các cuộc tấn công có thể xảy ra từ cả bên trong lẫn bên ngoài mạng.
Nghe trộm trong môi trường không dây dễ dàng hơn so với môi trường có dây, vì không cần tiếp cận trực tiếp vào cáp Chỉ cần ở trong khu vực giao tiếp, kẻ tấn công có thể thu thập dữ liệu, ngay cả khi dữ liệu đó được mã hóa Kẻ tấn công có thể phân tích các gói mã hóa để đoán mã hóa mà không cần thay đổi nội dung gói, làm cho việc phát hiện cuộc tấn công trở nên khó khăn.
Tấn công sửa đổi trong các giao thức như AODV cho phép kẻ tấn công can thiệp vào quá trình truyền gói tin giữa các nút Khi một gói được truyền, số thứ tự của nó sẽ tăng lên; tuy nhiên, kẻ tấn công có thể giả mạo thông báo rằng nó đã đến đích bằng cách hiển thị số thứ tự thấp hơn Điều này cho phép kẻ tấn công thiết lập một tuyến đường thay thế để tiếp cận mục tiêu, thay vì sử dụng tuyến đường thông thường.
Hop Count là số lượng nút trung gian mà một gói tin phải đi qua để đến đích Thông qua số bước nhảy, ta có thể xác định số lượng nút mà gói tin đã chuyển qua Tuy nhiên, kẻ tấn công có thể thay đổi thông tin này với mục đích giả mạo hoặc khởi tạo nó bằng 0 Nếu tìm được đường dẫn tối ưu, số bước nhảy sẽ giúp cải thiện hiệu suất truyền tải dữ liệu.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02] thể không truy cập được khi giá trị thay đổi Do đó, kết nối sẽ được thực hiện thông qua một đường dẫn sai.
Sửa đổi nút nguồn là một phương pháp định tuyến nhúng, trong đó giá trị của nút bị tấn công được thay đổi, khiến cho hướng đi của các gói tin trở nên ngẫu nhiên Điều này tạo ra một trở ngại lớn trong việc gói tin đạt được mục tiêu, đồng thời làm cho việc phát hiện cuộc tấn công trở nên khó khăn hơn do đường đi của các gói không bị thay đổi liên tục.
Tấn công giả mạo là hình thức tấn công mà kẻ xấu giả mạo địa chỉ IP hoặc MAC của chính mình để hiển thị như một địa chỉ khác Hình thức tấn công này không chỉ giới hạn ở địa chỉ IP hoặc MAC mà còn có thể thực hiện thông qua việc thay đổi các nhận dạng khác Kết quả là, nếu một quy trình nào đó dựa vào những nhận dạng này, nó có thể tạo ra những điểm yếu trong hệ thống.
Tấn công bằng cách sử dụng chế tạo là hình thức tấn công thông qua việc gửi thông điệp định tuyến sai Kẻ tấn công có thể làm lộ một tuyến đường hợp lệ như không hợp lệ, hoặc ngược lại, làm cho một tuyến đường không hợp lệ trở nên hợp lệ.
Lỗ sâu (wormhole) là một cuộc tấn công nhằm rò rỉ thông tin bằng cách tạo ra một đường hầm giữa các nút, trong đó có ít nhất một nút độc hại Những nút này có khả năng chuyển tiếp bản sao các gói dữ liệu ra bên ngoài mạng để phân tích hoặc thậm chí thả chúng xuống, gây ra các dị thường trong hệ thống Triệu chứng của lỗ sâu thường không rõ ràng do tính chất di động của mạng, và sự chậm chạp có thể xuất phát từ lỗ sâu hoặc từ điều kiện môi trường xấu, khiến việc phân biệt giữa chúng trở nên khó khăn Cuộc tấn công này cũng được gọi là tấn công đào hầm.
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]
Nếu nút của kẻ tấn công tham gia vào tuyến đường, nó có thể làm rơi gói nhận được, khiến cho nút đích trở nên không thể truy cập Điều này làm cho việc xác định nút của kẻ tấn công trở nên khó khăn Hơn nữa, kẻ tấn công có thể thực hiện chuyển tiếp sai để gây rối loạn hoặc xóa một nút khỏi bảng định tuyến, đảm bảo rằng dữ liệu không đến được đích.
3.2.2 Các biện pháp đối phó cho mạng Ad oc bị tấn công bảo mật -h
Cơ chế bảo mật được chia thành hai loại chính: phòng ngừa và phản ứng Phương pháp phòng ngừa tập trung vào việc ngăn chặn các vi phạm bảo mật thông qua việc sử dụng mật mã, trong khi phương pháp phản ứng nhằm xác định các vi phạm đã xảy ra Sự kết hợp của cả hai cơ chế này sẽ tăng cường tính an toàn cho mạng.
Do không có dây dẫn điện để cung cấp dữ liệu giao tiếp trong các nút đặc biệt, tín hiệu có thể dễ dàng bị phát hiện Phạm vi phát hiện có thể được thu hẹp bằng cách sử dụng ăngten định hướng và các kỹ thuật điều chế khác nhau, khiến kẻ nghe trộm gặp khó khăn trong việc phân tích dữ liệu Các cuộc tấn công gây nhiễu có thể làm gián đoạn liên lạc, vì vậy phổ trải rộng nhảy tần (FHSS) và phổ trải rộng tuần tự trực tiếp (DSSS) được đề xuất như các biện pháp phòng ngừa Ngoài ra, chuyển đổi tần số không phối hợp (UFH) và DSSS không phối hợp giúp loại bỏ sự phụ thuộc vào khóa chia sẻ trong FHSS và DSSS Tần số nhảy với công bố hạt giống không phối hợp (USD FH) dựa trên việc trao đổi khóa, trong khi việc gây nhiễu và các vấn đề chống nhiễu cần xem xét đến chuyển động của các nút.
Lớp liên kết đóng vai trò quan trọng trong việc truy cập phương tiện, kiểm soát lỗi và quản lý dòng chảy Việc sử dụng phương tiện một cách ích kỷ có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng trong hệ thống.
Mạng truyền thông FANET [Nhóm 02] có thể gây hại cho hệ thống tương tự như các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS) Để đối phó với vấn đề này, Cardenas và các cộng sự đã công bố một cơ chế phát hiện và ngăn chặn hành vi ích kỷ trong mạng ad hoc Đồng thời, Ren và nhóm nghiên cứu cũng đã đề xuất Giao thức Bảo mật Lớp Liên kết (LLSP) hiệu quả về năng lượng, nhằm thực hiện xác thực và kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu trong các mạng cảm biến không dây.
S Ử DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TUYẾN DỰA TRÊN CÂY XÁC SUẤT VÀ XÁC SUẤT CHO MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY PDTR
[MẠNG TRUYỀN THÔNG FANET [NHÓM 02]