امنیت در پروتکل های مسیریابی شبکه های حسگر بی سیم: چالش ها و راهکارها

شبکه های حسگر بی سیم (WSNs) به دلیل توانایی های برجسته در جمع آوری، پردازش، و انتقال داده ها در محیط های پویا، به یکی از فناوری های کلیدی در حوزه های نظارت نظامی، مراقبت های پزشکی، پایش زیست محیطی، و اتوماسیون صنعتی تبدیل شده اند. این شبکه ها از گره های حسگر کوچکی تشکیل شده اند که با منابع محدود انرژی، توان پردازشی پایین، و پهنای باند کم کار می کنند. این محدودیت ها، همراه با ماهیت بی سیم و توزیع شده WSNها، آن ها را در برابر تهدیدات امنیتی پیچیده، به ویژه در فرآیندهای مسیریابی، آسیب پذیر می سازد. مسیریابی، که وظیفه انتقال داده ها بین گره ها و ایستگاه پایه را بر عهده دارد، به دلیل نقش حیاتی اش در عملکرد شبکه، هدف اصلی حملات سایبری قرار می گیرد. این مطالعه به بررسی عمیق چالش های امنیتی مرتبط با پروتکل های مسیریابی در WSNها می پردازد و تهدیداتی نظیر حملات ظرف شویی هول، کرم چاله، جعل هویت، فورواردینگ انتخابی، و حملات انکار سرویس (DoS) را تحلیل می کند. این حملات می توانند محرمانگی، یکپارچگی، و دسترس پذیری داده ها را به خطر انداخته و با افزایش مصرف انرژی، طول عمر شبکه را به طور قابل توجهی کاهش دهند .برای مقابله با این تهدیدات، این مقاله مجموعه ای از راهکارهای نوآورانه را معرفی و ارزیابی می کند. پروتکل های مسیریابی امن مبتنی بر اعتماد، مانند پروتکل های مبتنی بر گراف اعتماد پویا، می توانند از جعل هویت و دست کاری مسیرها جلوگیری کنند. تکنیک های رمزنگاری سبک، نظیر الگوریتم های مبتنی بر کلیدهای متقارن، با کاهش سربار محاسباتی، برای گره های با منابع محدود مناسب هستند. علاوه بر این، سیستم های تشخیص نفوذ مبتنی بر الگوریتم های یادگیری ماشین، مانند شبکه های عصبی و خوشه بندی، قادر به شناسایی رفتارهای غیرعادی و حملات ناشناخته با دقت بالا هستند. روش های بهینه سازی انرژی، ازجمله الگوریتم های مسیریابی تطبیقی و خوشه بندی پویا، نیز به حفظ تعادل بین امنیت و کارایی شبکه کمک می کنند. این مطالعه همچنین به بررسی رویکردهای ترکیبی می پردازد که با ادغام رمزنگاری، تشخیص هوشمند، و مدیریت انرژی، عملکرد کلی شبکه را بهبود می بخشند .نتایج این پژوهش نشان می دهد که استفاده از راهکارهای چندلایه و تطبیقی می تواند امنیت را بدون تحمیل بار اضافی بر منابع محدود WSNها تضمین کند. این رویکردها نه تنها از شبکه در برابر تهدیدات متنوع محافظت می کنند، بلکه مقیاس پذیری و پایداری آن را نیز تقویت می کنند. بااین حال، چالش هایی مانند پیچیدگی پیاده سازی الگوریتم های پیشرفته در گره های کم توان و نیاز به آزمایش های عملی در مقیاس بزرگ همچنان باقی است. این مقاله با تاکید بر ضرورت توسعه پروتکل های مسیریابی مقاوم، کم مصرف، و مقیاس پذیر، پیشنهادهایی برای تحقیقات آینده ارائه می دهد. ازجمله این پیشنهادها می توان به طراحی الگوریتم های مبتنی بر هوش مصنوعی برای پیش بینی حملات و بهینه سازی دینامیک مسیرها، و همچنین توسعه استانداردهای امنیتی یکپارچه برای WSNها اشاره کرد. این مطالعه راهنمایی جامع برای پژوهشگران و مهندسان در جهت تقویت امنیت و کارایی شبکه های حسگر بی سیم فراهم می کند

کلیدواژه ها:

شبکه های حسگر بی سیم ، امنیت مسیریابی ، حملات سایبری ، پروتکل های امن ، رمزنگاری سبک ، یادگیری ماشین