دراسة أثر تغيير التقنيات الأمنية المستخدمة في البروتوكول MS-LEACH على الطاقة المستهلكة في شبكات WSN

الملخص

تعد شبكات الحساسات اللاسلكية رائدة في مجال التكنولوجيا ويتم التركيز على توظيفها في مجالات الحياة المختلفة، كما ستكون حجر الأساس في انترنت الأشياء Internet Of Things (IOT). وقد تحتاج البيانات التي يتم جمعها في بعض تطبيقات WSN إلى أن تكون سرية وتصل إلى وجهتها بشكل سليم، ويعتبر هذا تحدياً كبيراً في  WSNوذلك نظراً لمحدودية مواردها كالطاقة والقدرات الحسابية مما يجعل إيجاد آليات حماية ملائمة مهمة صعبة. وتعد خوارزميات التشفير المتناظر مثل RC5 و AES و  Skipjackأكثر ملاءمة لتحقيق السرية من خوارزميات التشفير الغير متناظر فهي أسرع من حيث التنفيذ وأقل تعقيداً من حيث العمليات الحسابية, كما تعد التقنيات  CBC-MACو HMAC من أهم تقنيات التحقق من سلامة الرسائل والتحقق من هوية العقدة المرسلة.

قمنا في هذا البحث أولاً بتقييم أداء البروتوكولين الهرميين الآمنين SecLEACH و  MS-LEACHوذلك في مرحلة الاستقرار. وقمنا بتنفيذ السيناريوهات باستخدام برنامج MatLab، واستخدمنا لتقييم الأداء معيارين أساسيين هما الطاقة المتبقية وعدد العقد الحية في الشبكة. أظهرت النتائج أن البروتوكول SecLEACH أقل استهلاكاً للطاقة من البروتوكول MS-LEACH إلا أن هذا البروتوكول لا يضمن سرية البيانات المنقولة بينما يضمن البروتوكول MS-LEACH ذلك مما يجعله يستهلك طاقة أكبر.

ثم قمنا بدراسة أثر تطبيق مجموعة من التقنيات الأمنية مثل RC5 و Skipjack وHMAC في البروتوكولMS-LEACH وذلك بهدف تحسين كفاءة استهلاك الطاقة في الشبكة, وتبين لنا أن استخدام خوارزمية التشفير Skipjack وخوارزمية المصادقة HMAC في البروتوكول MS-LEACH أطال عمر الشبكة وحسن من كفاءة استهلاك الطاقة.