A comprehensive approach on impacts of grayhole, blackhole and sybil attack based on aodv protocol in wireless sensor networks

Abstract

Günümüzde, Kablosuz Sensör Ağları (WSN'ler) göreceli olarak daha düşük maliyetle büyük mühendislik görevlerini yerine getirme yetenekleri nedeniyle mühendislik alanında büyük ilgi görmüştür. Sıcaklık, basınç vb. Gibi belirli değerleri değişkenlik gösteren ortamlardan verileri kaydeder; ayrıca küçük boyutlarından (Nano ve Micro) dolayı insanın ulaşılamadığı insan ulaşımın uygun olmadığı yerlere yerleştirilebilir. WSN'nin küçük düğümleri, genel ağın performansını ve zaman çizgisini gösteren köşe taşı olarak kabul edilir. Bu çalışmanın amacı, Kara Delik, Gri Delik ve Sybil saldırılarının AODV yönlendirme protokolü üzerindeki etkilerini değerlendirmektir. Ağ topolojisinde 49 sensör ile sıcaklık bilgisini algılamak için bir ağ kurulmuştur, her bir sensör çok sıçramalı iletişim yoluyla algılama verilerini SINK düğümü adı verilen ana düğümüne iletir. Simülasyon, Ağ Simülatörü olarak NS2(Network Simulator) içerisinde bütünleşik olarak gelen MANASIM kullanılmıştır. Sıcaklık bilgisi sanal olarak üretilmekte olup, sensör sayısına ve NS-2'deki CPR aracını kullandığı simülasyon süresine göre üretilir. Her saldırı için 933 paket üretilmiştir.Verim, PDF ve NRL, hesaplamaları için 1300 tekrarın ortalaması ile ve kötü niyetli düğümün etkisi ağa yerleştirilen 1 ile 4 arasındaki kötü niyetli düğüm ile belirleniri . Ağ, optimum sonuçların alındığı Gray Hole saldırısına daha dirençli bulundu, tespit edilen ortalama verim 3.8375, PDF 99.065 ve NRL 3.2175 olarak bulunmuştur.

In the current days, Wireless Sensor Networks (WSNs) have grabbed extended attention in engineering sectors due to their ability to address big engineering tasks in relatively lower cost. It records specific variation environments such as temperature, pressure etc. also it can be deployed in places where human can't be reached due to their small size (Nano and Micro). The small nodes of WSN is considered as corner stone that plot the performance and time line of overall network. In this article, we concentrate of routing protocol in IEEE 802.11 static wireless sensor network from security perspectives. Three malicious attacks over network layer of AODV routing protocol are studied. The objective of this study was to realize the impact of Black Hole, Gray Hole and Sybil attacks on the AODV routing protocol. Network is implemented to detect the temperature information by adopting 49 sensors in grid topology, each sensor is transmitting the sensing data by multi-hop communication to a supper node called as sink node. Simulation is performed using MANASIM integrated in Network Simulator. Temperature information is generated virtually according to number of sensors and simulation time using the CPR tool in NS-2, hence 933 packets are generated as payload of the network; for each attack, throughput, PDF and NRL are determined after 1300 iterations of the experiment and with effects of 1 to 4 malicious nodes. The network is found more resistive to the Gray Hole attack where optimum results are obtained, the detected average throughput was 3.8375 whereas the PDF and NRL are found 99.065 and 3.2175 respectively.