Tarf: Trust-aware Routing Framework For Wireless Sensor Networks Juin 2012

TARF : Trust-Aware Routing Framework for Wireless Sensor Networks JUIN 2012 But • Contre les attaques Wormhole ,sinkhole et sybil attaque • Haut débit • Efficacité énergétique • Évolutivité & adaptabilité

• Principe: TARF sécurise le routage multi sauts dans RCSF, en intégrant le niveau de confiance , la fiabilité et l’efficacité énergétiques dans la prise de décision de routage pour choisir le saut suivant. Chaque nœud N maintient un table de voisinage contenant des valeurs de confiances et des valeurs de coût d’énergie pour certains voisins connues.

• Dans TARF plus la transmission des paquets de données , il existe deux types d’informations de routage qui ont besoin d’être échangées Les message de diffusion de la sink et les message non livrés (rapport coût énergie), Le message de diffusion de sink est diffusé à l’ensemble de réseau , la fraicheur de ce dernier est assuré par un num séquence . Le message rapport de coût d’énergie à partir de chaque nœud , qui est diffusé seulement à ses voisins, tout nœud recevant un tel rapport sur le coût sera exclu de la table de voisinage.

• TARF utilise deux composants ENERGY WATCHER et TRUST MANAGER qui sont exécutés sur chaque nœud. • ENERGY WATCHER qui est le responsable pour enregistrer les coûts d’énergie de chaque voisin connues, basé sur l’observation de nœud à un seul saut pour atteindre ses voisins et le rapport du coût d’énergie de ces voisins, • TRUST MANAGER est le responsable pour le suivi de la valeur de confiance des voisins (loop network discovery), et le message de diffusion de la sink , une fois qu’un voisin est capable de décider son son suivant selon la table de voisinage , il envoie son message de rapport d’énergie à tous ses voisins

• Procédure de routage: TARF fonctionne d’une manière périodique au début de chaque période le sink diffuse des informations sur les paquets qui n’ont pas délivré durant les dernières périodes, et déclenche une nouvelle échange d’information de routage dans cette nouvelle période, à chaque fois un nœud reçoit un message de diffusion depuis le sink , ce dernier connait que la récente période à fini et une nouvelle vient de commencer  il n’y apas de synchronisation pour un nœud de garder la trace du début ou fin d’une pèriode,

• Pendant chaque période ENERGIE WATCHER surveille la consommation d’énergie lors de la transmission à ses voisins (one hop) et traite des rapports de coût d’énergie dans sa table de voisinage, son trust manager suivre tous ce processus, diffuser des messages à partir de sink à propos des données non délivrés et à conserver les entrées du niveau de confiance dans la table de voisinage

• Sélection de la route • soit nœud N pour sélectionner un itinéraire pour fournir des données à la station de base, N sélectionnera un nœud de saut suivant optimal de ses voisins basée sur le niveau de confiance et de coût de l'énergie et transmettre les données vers le nœud de saut suivant choisi immédiatement. Les voisins avec confiance des niveaux inférieurs à un certain seuil seront exclus d'être considérés comme des candidats. Parmi les voisins connus restants, N choisira comme son nœud de saut suivant un voisin b avec la valeur minimale de E Nb / TNb avec E Nb:cout d’énergie et TNb:trust level , respectivement dans la table routage parmi les voisins de N , identifie un candidat avec un coût minimal de l'énergie et la fiabilité. La tâche de livraison restante est entièrement déléguée à celui sélectionné comme le saut suivant, Ensuite, le noeud choisi va répéter ce que N a fait . De cette façon, au lieu de trouver une complète chemin d'accès à la station de base, chaque nœud est seul responsable de choisir son nœud next-hop .

• Algorithme pour calculer la fiabilité du nœud N 1/N sélectionne une route pour acheminer les données à la sink 2/N sélectionnera un saut suivant optimal de son voisin basé sur le cout d’énergie et le niveau de confiance et transfère les données vers le nœud choisi de son saut suivant immédiatement 3/le voisin avec le niveau de confiance inférieur à un seuil est exclu 4/parmi les voisins connus restants, N selectionne son saut suivant par évaluation

• Algorithme pour vérifier le coût d’énergie du N • 1/Energy watcher calcule le cout d’énergie de son voisin dans la table de voisinage, • 2/calculer le coût moyen de l’énergie des paquets délivrer avec succès

STEAR:Secure Trust aware Energy-Efficient Adaptative routing in WSN juin 2015 • Dans le TARF la sélection du nœud voisin repose que sur le niveau de confiance et les besoins d’énergie dans ce cas le nœud malveillant peut également prétendre niveau de confiance max et min d’énergie • STEAR examine deux autres paramètres tel que affectation DSK (clé secret dynamique) et l’état de flux de paquets pour trouver le nœud valide

principe • Mécanisme STEAR Evènement a été générer par A, il commence à trouver un nœud voisin valide pour transmettre les paquets vers le sink à travers ces voisins tel que X,Y,E et C, la table de routage de chaque nœud maintient les infos comme niveau de confiance cout d’énergie, l’état de flux , et le DSK (clé secret dynamique) Pour sélectionner un nœud valide , le nœud A considère la valeur de confiance maximal, exigence minimal d’énergie, l’état de flux maximal et un DSK valide de son voisin. Nœud A identifie que son voisin E satidfait à tous ces exigences, ainsi il selectionne E come valide et transfère les données vers le sink En suppose que E’ revendique le meme identité que E avec niveau de confiance max et d’un min d’énergie, supposant que A choisie E’ comme son voisin alors E’ détourne le paquet loin de sink à travers U’,Z’ et Q’ et les paquets seront perdus

• Choix du chemin En fonction de 4 paramètres: i/clé secret dynamique ii/état flux de paquet iii/exigence d’énergie iv/niveau de confiance

• Algorithme STEAR

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1/générer aléatoirement un nœud 2/génération DSK et assignement niveau de confiance initial 3/ Maintenance de la table de routage 4/ génération d’un évènement 5/identifie un nœud voisin 6/calcul du chemin sécurisé 7/répéter (6) jusqu’a atteindre le sink 8/transmettre le paquet via le chemin sécurisé 9/répéter les étapes précèdent jusqu'à atteindre le sink

STEAR vs TARF

TARP:A trust aware routing protocole for wsn (2009) • But • Contre les attaques Grey hole et blackhole • TARP gagne en avantage la consommation d’énergie et l’évolutivité • Exploite le comportement des nœuds et les qualités des liens pour déterminer les chemins efficaces

• Principe • TARP est le responsable de l’acheminement des messages de différents nœuds à la sink , basé sur la confiance et sur la coopération des nœuds voisins, et d’éviter d’acheminer les messages à travers les nœuds non coopératifs (qui ne sont pas susceptibles de coopérer dans le routage à leurs voisins gaspiller l’énergie) . • TARP se compose à deux phases simultanées:  L’évaluation de la réputation  La fiabilité du chemin lors de l’évaluation.

• Modèle de réputation • La valeur de réputation qu’un noeud i assigne à un voisin j est dérivée de type de réputation direct et indirect. Réputation direct: i

msg

msg

k

j msg l

• Pour que i apprend que j transmis son message au voisinage il s’agit de 3 conditions que doivent êtres remplies, 1/ le message doit être atteint vers j 2/ j doit agir sur le message comme prévu par i , et transmettre son messages à ses voisins 3/ j doit entendre son message transmis La 1ere condition et la 3éme dépendent de la qualité des liens La 2éme condition dépend de routage de réputation de nœud j qui dépend de deux concept -echo ratio: entre nœud i et j (le rapport de message que i a transmis et j surprend en total) -qualité des lien: probabilité que les paquets envoyées par i sont correctement reçus par j,

La réputation dépend de la rapport d’écho et la qualité de lien.

Soit les évènements suivants: B:le lien (i,j) est bon , pour j reçoit le message comme il est envoyé par i C:j transmet le message après qu’il reçoit de i D:le lien (j,i) est bon pour que i reçoit son propre message A:i surprend le message quand il est transmis par j On obtient A=B ∩C ∩ D P(A)=P(B).P(B).P(D) Routing reputation de i Dri=P(A) / P(B) . P(D)

La réputation indirect d’un nœud j perçue par nœud i Au débit la réputation indirect i(j) à un valeur par défaut 𝜀 avec 0<𝜀<1 Pour recevoir le nouveau valeur sur j , i émis un message reputation request (j) , chaque nœud qui veut répondre à i émis un message reputation report (j, Drep(j)) contenant la valeur de réputation direct de j perçue par nœuds voisins, Quand le nœud i reçoit k message , elle met à jour la réputation indirect comme suit :

• F: fading factor, entre 0
• La 2ème phase de TARP :Evaluation de chemin fiable Permet de chaque nœud de déterminer une valeur approché de la fiabilité de chemin vers le sink, pour cela détermine son saut suivant le plus fiable. On appel un parent de i ce lui le premier saut du chemin fiable vers le sink. Pour évaluer la fiabilité du chemin on prend compte en terme de coopération des nœuds et la qualité de lien Soit (ni,nj) paire des nœuds et soit P(ni,nj) sont les chemins possibles de i vers j . Soit 𝜙=ni,np0,np1…….npn (le chemin complet), avec ni np0 est le saut initial P (𝜙) la probabilité de message routé de ni à travers 𝜙

Pour quantifier la fiabilité de chemin on définit le concept de coopération du nœud ,

TARP maintient deux valeurs à chaque nœud : Rel et parent Rel: fiabilité de la voie vers le sink Parent: l’identité du voisin Chaque nœud initialise un parent à l’identité de son 1er voisin er Rel une valeur de fiabilité par défaut