АНАЛІТИЧНА МОДЕЛЬ ОЦІНЮВАННЯ ОЗНАК КОМПРОМЕТАЦІЇ ВУЗЛІВ БЕЗПРОВОДОВИХ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖ

Надія Довженко; Євген Іваніченко; Роман Киричок

doi:10.28925/2663-4023.2026.35.1434

Автор(и)

Надія Довженко Київський столичний університет імені Бориса Грінченка https://orcid.org/0000-0003-4164-0066
Євген Іваніченко Київський столичний університет імені Бориса Грінченка https://orcid.org/0000-0002-6408-443X
Роман Киричок Київський столичний університет імені Бориса Грінченка https://orcid.org/0000-0002-9919-9691

DOI:

https://doi.org/10.28925/2663-4023.2026.35.1434

Ключові слова:

безпроводова сенсорна мережа, ІоТ, БСМ, захист, захоплення вузла, компрометація, мобільність, кооперація, тривога, безпека, надійність, імовірнісна модель

Анотація

Розвиток безпроводових сенсорних мереж та їх застосування в сучасних системах моніторингу призводить до необхідності вдосконалення механізмів виявлення потенційно можливої компрометації вузлів, особливо в умовах обмежених обчислювальних ресурсів, нестійкого зв’язку та ризику фізичного захоплення пристроїв. Традиційні механізми контролю присутності, основані на періодичному обміні повідомленнями про працездатність, не дозволяють достовірно відрізнити природну недоступність вузла від порушення його програмно-апаратної цілісності.

У роботі запропоновано аналітичну модель оцінювання ознак потенційної компрометації вузлів на основі порогового контролю присутності із залученням призначених спостерігачів та використанням правила . За припущенням про пуассонівський характер надходження незалежних автентифікованих підтверджень отримано аналітичні вирази для визначення ймовірності відсутності нового підтвердження та виникнення хибної групової тривоги. Отримані вирази враховують інтенсивність контактів, тривалість інтервалу очікування та поріг кооперації. Модель розширено шляхом врахування корельованих порушень зв’язності каналів та доступності спостерігачів. Додатково уточнено процедуру ухвалення рішень із повторною перевіркою підозрілих вузлів та розглянуто підхід до дистанційної атестації для виявлення порушень програмної цілісності. Отримані результати демонструють залежність ризику хибних тривог від параметрів контактної взаємодії, ступеня кооперації та корельованих порушень зв’язності. Показано, що підвищення порогу групового підтвердження зменшує ймовірність хибного спрацьовування, але водночас знижує своєчасність формування тривоги. Одержані залежності створюють основу для обґрунтування вибору параметрів механізмів виявлення потенційно можливої компрометації з урахуванням особливостей функціонування сенсорних мереж.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Довженко Н., Іваніченко Є., Мамченко С., Хвостіченко В., Гречко Д. Розширена модель оцінювання безпеки кооперативного встановлення захищених каналів у безпроводових сенсорних мережах. Електронне фахове наукове видання «Кібербезпека: освіта, наука, техніка». 2026. Т. 2, № 34. С. 744–756. https://doi.org/10.28925/2663-4023.2026.34.1377

Conti M., Di Pietro R., Mancini L. V., Mei A. Mobility and Cooperation to Thwart Node Capture Attacks in MANETs. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking. 2009. Vol. 2009. Article 945943. https://doi.org/10.1155/2009/945943

Dovzhenko N., Barabash O., Musienko A., Ivanichenko Y., Krasheninnik I. Enhancing Sensor Network Efficiency Through Optimized Flooding Mechanism. CEUR Workshop Proceedings. 2024. Vol. 3654. P. 465–470. https://doi.org/10.55056/ceur-ws.org/Vol-3654/short15.pdf

Asokan N., Brasser F., Ibrahim A., Sadeghi A.-R., Schunter M., Tsudik G., Wachsmann C. SEDA: Scalable Embedded Device Attestation. Proceedings of the 22nd ACM SIGSAC Conference on Computer and Communications Security (CCS). 2015. P. 964–975. https://doi.org/10.1145/2810103.2813670

Chan H., Perrig A., Song D. Random Key Predistribution Schemes for Sensor Networks. Proceedings of the IEEE Symposium on Security and Privacy. 2003. P. 197–213. https://doi.org/10.1109/SECPRI.2003.1199337

Ambrosin M., Conti M., Lazzeretti R., Rabbani M. M., Ranise S. PADS: Practical Attestation for Highly Dynamic Swarm Topologies. Proceedings of the 2018 International Workshop on Secure Internet of Things (SIoT). 2018. P. 18–27. https://doi.org/10.1109/SIoT.2018.00009

Довженко Н., Іваніченко Є., Соколов В. Адаптивна модель виявлення кіберзагроз у IoT-підсистемах дата центрів. Електронне фахове наукове видання «Кібербезпека: освіта, наука, техніка». 2026. Т. 1, № 33. С. 716–727. https://doi.org/10.28925/2663-4023.2026.33.1258

Ambrosin M., Conti M., Lazzeretti R., Rabbani M. M., Ranise S. Collective Remote Attestation at the Internet of Things Scale: State-of-the-Art and Future Challenges. IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2020. Vol. 22, No. 4. P. 2447–2461. https://doi.org/10.1109/COMST.2020.3008879

Ankergård S. F. J. J., Dushku E., Dragoni N. State-of-the-Art Software-Based Remote Attestation: Opportunities and Open Issues for Internet of Things. Sensors. 2021. Vol. 21, No. 5. Article 1598. https://doi.org/10.3390/s21051598

Fagan M., Megas K., Scarfone K., Smith M. IoT Device Cybersecurity Capability Core Baseline. NIST Interagency/Internal Report 8259A. National Institute of Standards and Technology, 2020. https://doi.org/10.6028/NIST.IR.8259A

Опенько П., Довженко Н., Оріховський П., Ікаєв Д. Забезпечення надійності та безпеки у сучасних безпроводових сенсорних мережах на основі впровадження метрики RSSI. Повітряна міць України. 2024. Т. 1, № 6. С. 131–136. https://doi.org/10.33099/2786-7714-2024-1-6-131-136

Fagan M., Megas K., Cuthill B., Marron J., Hoehn B. Foundational Cybersecurity Activities for IoT Product Manufacturers. NIST Interagency/Internal Report 8259 Revision 1. National Institute of Standards and Technology, 2026. https://doi.org/10.6028/NIST.IR.8259r1

Довженко Н., Іваніченко Є., Складанний П., Аушева Н. Інтеграція безпеки та відмовостійкості сенсорних мереж на основі аналізу енергоспоживання та трафіку. Електронне фахове наукове видання «Кібербезпека: освіта, наука, техніка». 2024. Т. 1, № 25. С. 390–400. https://doi.org/10.28925/2663-4023.2024.25.390400

Alotaibi J. Energy-efficient trust management for secure IoT devices in information-centric wireless sensor networks. Peer-to-Peer Networking and Applications. 2026. Vol. 19. Article 43. https://doi.org/10.1007/s12083-025-02194-3

Chandra T. D., Toueg S. Unreliable Failure Detectors for Reliable Distributed Systems. Journal of the ACM. 1996. Vol. 43, No. 2. P. 225–267. https://doi.org/10.1145/226643.226647

Chen W., Toueg S., Aguilera M. K. On the Quality of Service of Failure Detectors. IEEE Transactions on Computers. 2002. Vol. 51, No. 5. P. 561–580. https://doi.org/10.1109/TC.2002.1004595

Parno B., Perrig A., Gligor V. Distributed Detection of Node Replication Attacks in Sensor Networks. Proceedings of the IEEE Symposium on Security and Privacy. 2005. P. 49–63. https://doi.org/10.1109/SP.2005.8

Lamport L., Shostak R., Pease M. The Byzantine Generals Problem. ACM Transactions on Programming Languages and Systems. 1982. Vol. 4, No. 3. P. 382–401. https://doi.org/10.1145/357172.357176