The Journal of the Korea Contents Association (한국콘텐츠학회논문지)

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Secure Disjointed Multipath Routing Scheme for Multimedia Data Transmission in Wireless Sensor Networks

무선 센서 네트워크 환경에서 멀티미디어 데이터 전송을 위한 보안성 있는 비-중첩 다중 경로 라우팅 기법

  • 이상규 (충북대학교 전자정보대학 정보통신공학부) ;
  • 김동주 (충북대학교 전자정보대학 정보통신공학부) ;
  • 박준호 (충북대학교 전자정보대학 정보통신공학부) ;
  • 성동욱 (보아스전자(주)) ;
  • 유재수 (충북대학교 전자정보대학 정보통신공학부)
  • Received : 2012.02.02
  • Accepted : 2012.03.19
  • Published : 2012.04.28
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Abstract

In recent years, the requirements on the high quality environment monitoring by using the sensor nodes which can handle the multimedia data in WSN have been increased. However, because the volume of multimedia data is tremendous, the limited bandwidth of a wireless channel may incur the bottleneck of a system. To solve such a problem, most of the existing distributed multi-path routing protocols based on multimedia data just focused on overcoming the limited bandwidth in order to enhance the energy efficiency and the transmission rate. However, because the existing methods can not apply a key-based technique to encrypt the multimedia data, they are very weak for the security. In this paper, we propose a secure disjointed multipath routing scheme for multimedia data transmission. Since our proposed scheme divides multimedia data(eg. image) into pixels and sends them through disjointed multipath routing, it can provide security to the whole network without using the key-based method. Our experimental results show that our proposed scheme reduces about 10% the amount of the energy consumption and about 65% the amount of the missed data packets caused by malicious nodes over the existing methods on average.

최근 무선 센서 네트워크는 멀티미디어 센서 노드를 활용하여 음성 데이터나 영상 데이터 등과 같은 멀티미디어 데이터 수집을 바탕으로 고품질의 환경 모니터링에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 대용량 멀티미디어 데이터를 기반으로 하는 기존의 분산 다중 경로 라우팅 기법들은 주로 Zigbee 기반 센서 네트워크의 낮은 대역폭의 한계를 극복하고 에너지 효율성과 데이터 전송률을 높이는 것에 초점이 맞춰졌다. 하지만 이러한 기법들은 대용량 멀티미디어 데이터 특성으로 인해 기존의 키 기반의 암호화 방식을 사용할 수 없기 때문에 보안성에 있어서는 매우 취약하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 보안성 있는 비-중첩 다중 경로 라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 멀티미디어 데이터를 픽셀 단위로 분할하여 다중경로로 전송함으로써 기존의 키 기반 방식을 사용하지 않고도 전체 네트워크에 대한 보안성을 제공한다. 성능 평가 결과, 기존 기법에 비해 소모되는 에너지가 평균 약 10% 감소하였으며, 악의적인 노드에 의해 손실되는 데이터 패킷의 수는 평균 약 65% 감소하였다.

Keywords

References

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