The impact of elimination of the most critical node on wireless sensor network lifetime

Abstract

Kablosuz Algılayıcı Ağları (KAA) paradigması, yaygın bilişimin (ubiquitous com-puting) ve Makineden-Makineye (Machine-to-Machine) haberleşmenin ayrılmazbir parçasıdır. KAA'ların anayurt güvenliği, askeri uygulamalar, yeni nesil elekt-rik şebekeleri, kritik altyapı izleme sistemleri alanlarında yaygın olarak kullanıl-masından dolayı saldırganlara ilgi çekici gelmektedir. Ayrıca zorlu topolojilerdenkaynaklı doğa koşullarına karşı savunmasızdır. Servis dışı bırakma saldırılarınıntek ve birden çok algılayıcı düğüme yapılmasına karşı çözümler oluşturulsa daKAA'lar daha karmaşık saldırılara karşı zayıf bir şekilde korunmaktadır. Müda-hale ve yedek sistemlerin çalışma sürelerinin hesaplanması için saldırı altındakialgılayıcı ağın ayakta durma süresi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada tekdüğüm saldırılarının ağ yaşam süresine olan etkisinin modellenmesi ile ilgili birdoğrusal programlama yaklaşımı teklif edilmektedir. Doğrusal programlama mo-deli kullanılarak en önemli düğümün bertaraf edilmesinin KAA yaşam süresineetkisi ölçülmektedir.

Wireless Sensor Network (WSN) paradigm is an integral component of ubiquitouscomputing and Machine- to-Machine communications. Since WSNs are widelyused in homeland security, military applications, next generation power lines,critical infrastructure monitoring and smart spaces, they are naturally attractiveto the adversaries and vulnerable to natural conditions because of their harshtopologies. Although, there are some solutions against Denial of Service (DoS)attacks conducted against single or multiple sensor nodes in WSNs, WSNs are,at best, weakly defended against more sophisticated attack types. Therefore, theperiod that the sensor network will stand out against such attacks has a crucialimportance to calculate intervention or backup times for WSNs. In this study, wepropose a linear programming (LP) approach for modelling the impact of singlenode attacks on network lifetime in WSNs. We explored the parameter spacethrough the numerical evaluations of the LP model to quantify the impact ofelimination of the most critical node on WSN lifetime.