4. GIẢI PHÁP CẢI TIẾN TÍCH HỢP AN TOÀN MẠNG IOT
4.3. Cải tiến và tích hợp Quark, DTLS với Overhearing Giao thức bảo mật nhẹ cho IoT
Giao thức bảo mật nhẹ cho IoT
Trong thiết kế của mật mã hạng nhẹ sự cân bằng giữa chi phí, an ninh và hiệu suất phải được đảm bảo. Vì các mã khối, độ dài khóa đưa ra sự thỏa hiệp giữa độ an tồn và giá thành, trong khi đó số vịng đưa ra thỏa hiệp giữa hiệu suất và độ an toàn.
Mục tiêu xây dựng các hệ mã hạng nhẹ là thiết kế một hệ mật không quá yếu nhưng phải đủ an tồn, chi phí thấp và một yêu cầu quan trọng đối với các thiết bị kiểu này là tính gọn nhẹ.
Giải pháp tích hợp Overhearing, Quark và DTLS
Cũng tương tự như Overhearing và DTLS, mã hóa hạng nhẹ Quark được cài đặt ở các phần kết nối yếu cần được bảo vệ trong IoT là các nút cảm biến. DTLS cũng được giữ nguyên như với đề xuất trình bày ở phần trên, tuy nhiên, do phải chia sẻ tài nguyên với Quark nên DTLS vẫn sẽ được tiếp tục cải tiến giảm độ dài khóa.
Cải tiến về DTLS và Quark
Giảm độ dài khóa thuật tốn AES: 16-bit giảm xuống 8 bit.
Giảm độ dài khóa thuật tốn băm SHA: Giảm độ dài khóa là 32-bit xuống 16 bit. DoS Countermeasures trong DTLS sẽ bị xóa bỏ.
Quark được cải tiến bằng hai phương pháp như sau: Giảm độ dài khối mã hóa đầu vào; Giảm số vịng lặp.
Như vậy, mạng sau khi tích hợp DTLS sẽ được giảm tải tương đối nhưng vẫn bảo mật có thể tích hợp thêm cơ chế Overhearing thành một giải pháp tổng thể. Tương tự với hai cải tiến trong Quark.
Mơ phỏng giải pháp tích hợp nâng cao bảo mật IoT
6 kịch bản, thời gian là 50 phút mỗi kịch bản.
Bảng 4.3. Kết quả đo thơng số mạng IoT với giải pháp tích hợp
Hoạt động Overh earing DTLS Quark PDR (%) Latency (ms/m) Energy (mJ) KB1 Bình thường Khơng Khơng 98.43 613.14 147.92
KB2 Có Khơng cải tiến 84.50 2539.46 361.66
KB3 Có Cải tiến 95.01 714.25 299.52 KB4 Bị tấn công DoS Không Không 16.67 51064.53 1000.02
KB5 Có Khơng cải tiến 79.14 3145.97 505.38
KB6 Có Cải tiến 93.91 821.02 371.64
Đánh giá về giải pháp
Giải pháp đề xuất bao gồm một mơ hình vị trí, các cải tiến để giao thức DTLS và Quark trở nên gọn nhẹ hơn, phù hợp với WSN. Kết quả mô phỏng cho thấy mạng vẫn hoạt động ổn định và phịng chống tấn cơng hiệu quả khi cài đặt đồng thời DTLS, Quark và Overhearing, sự khả thi, phù hợp trong thiết bị IoT hạn chế tài nguyên, thể hiện được tính mới, an tồn và ổn định của giải pháp. Kết quả công bố tại các cơng trình [7].[8].[10].