A Fuzzy Logic-Based False Report Detection Method in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크에서 퍼지 로직 기반의 허위 보고서 탐지 기법

Wireless sensor networks are comprised of sensor nodes with resource-constrained hardware. Nodes in the sensor network without adequate protection may be compromised by adversaries. Such compromised nodes are vulnerable to the attacks like false reports injection attacks and false data injection attacks on legitimate reports. In false report injection attacks, an adversary injects false report into the network with the goal of deceiving the sink or the depletion of the finite amount of energy in a battery powered network. In false data injection attacks on legitimate reports, the attacker may inject a false data for every legitimate report. To address such attacks, the probabilistic voting-based filtering scheme (PVFS) has been proposed by Li and Wu. However, each cluster head in PVFS needs additional transmission device. Therefore, this paper proposes a fuzzy logic-based false report detection method (FRD) to mitigate the threat of these attacks. FRD employs the statistical en-route filtering scheme as a basis and improves upon it. We demonstrate that FRD is efficient with respect to the security it provides, and allows a tradeoff between security and energy consumption, as shown in the simulation.

무선 센서 네트워크는 자원 제약을 가지는 센서 노드들로 이루어진다. 센서 네트워크에서 충분한 보호를 받지 못하는 노드들은 공격자들에 의해 훼손될 수 있다. 이러한 훼손된 노드들은 허위 보고서 주입 공격이나 정상 보고서에 대한 허위 데이터 주입 공격과 같은 공격들에 취약하다. 허위 보고서 주입 공격에서, 공격자는 싱크의 기만이나 배터리로 동작하는 네트워크의 제한된 에너지를 고갈을 목적으로 허위 보고서들을 네트워크에 주입한다. 정상 보고서에 대한 허위 데이터 주입 공격에서, 공격자는 모든 정상 보고서에 거짓 데이터를 주입할 수도 있다. 이러한 공격들을 다루기 위하여, Li와 Wu는 확률적 투표-기반 여과기법(PVFS)을 제안하였다. 그러나 PVFS에서 각 클러스터 헤드는 추가적인 전송 장비를 필요로 한다. 그러므로 본 논문에서는 이러한 공격들의 위협을 완화시키기 위하여 퍼지 로직-기반 허위 보고서 탐지 기법(FRD)를 제안한다. FRD는 통계적 전달 중 여과 기법을 기반으로 채택하여 이를 개선한다. 시뮬레이션에서 FRD가 제공하는 보안 능력이 효율적이며, 보안과 에너지 소비간의 트레이오프가 있음을 보인다.