Luận án Nghiên cứu phát triển giải pháp nâng cao an toàn trong mạng “Internet of Things”

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN GIẢI PHÁP NÂNG CAO AN TOÀN TRONG MẠNG “INTERNET OF THINGS”

Ngành:

Kỹ thuật máy tính

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu phát triển giải pháp nâng cao an toàn trong mạng Internet of Things" tập trung giải quyết các thách thức an ninh bảo mật ngày càng gia tăng trong hệ thống IoT. Các thách thức này bao gồm các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS), nghe lén, đánh cắp và sửa đổi thông tin, gây tổn thất nghiêm trọng và không được giải quyết hiệu quả bởi các giải pháp truyền thống trên các thiết bị IoT tài nguyên hạn chế.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là đề xuất các giải pháp phòng chống tấn công DoS cho mạng IoT sử dụng cơ chế Overhearing; xây dựng các giải pháp an toàn bảo mật chống tấn công chủ động và thụ động cho thiết bị IoT tài nguyên yếu; và tích hợp các giải pháp này thành một hệ thống an toàn bảo mật mạnh mẽ. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở tầng cảm quan, các cổng kết nối và mạng cảm biến không dây (WSN), tập trung vào các thiết bị IoT đặc thù tương thích chuẩn IEEE 802.15.4 & Zigbee với tài nguyên hạn chế trong môi trường phòng thí nghiệm.

Luận án đã đạt được các đóng góp khoa học quan trọng, bao gồm: đề xuất giải pháp phát hiện sớm và cô lập các nút bị nhiễm mã độc trong tấn công DoS bằng cơ chế Overhearing; phát triển giải pháp DTLS tích hợp Overhearing để phòng chống tấn công chủ động và DoS trên các thiết bị tài nguyên yếu; và xây dựng mô hình nâng cao an toàn trong mạng IoT thông qua sự kết hợp các giải pháp mã hóa xác thực nhẹ (DTLS, CurveCP, Quark) với bảo mật đa lớp. Các kết quả nghiên cứu đã được kiểm chứng qua thực nghiệm, chứng minh tính hiệu quả, khả thi và khả năng tiết kiệm tài nguyên.

Về ý nghĩa, luận án góp phần hình thành cấu trúc an ninh bảo mật cho hệ thống IoT và đã được triển khai trên các thiết bị thực, mô phỏng thử nghiệm, ứng dụng trong các môi trường như chăm sóc sức khỏe. Tổng thể, luận án cung cấp một cái nhìn toàn diện về an toàn bảo mật IoT, nhận diện các điểm yếu và đề xuất các giải pháp toàn diện để nâng cao an ninh, ổn định cho hệ thống.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • Tính cấp thiết của đề tài
  • Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của luận án
  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
  • Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu

• 1. IOT VÀ CÁC VẤN ĐỀ THÁCH THỨC AN TOÀN BẢO MẬT

  • 1.1. Tổng quan về Internet of Things
  • 1.2. Kiến trúc hệ thống bảo mật IoT
  • 1.3. Các cơ chế an toàn bảo mật thông tin trong IoT hiện nay
  • 1.4. Tình hình nghiên cứu an ninh IoT trong và ngoài nước
  • 1.5. Những vấn đề tồn tại, hạn chế
  • 1.6. Các giải pháp đề xuất thực hiện trong luận án

• 2. GIẢI PHÁP CẢI TIẾN CƠ CHẾ OVERHEARING

  • 2.1. Tổng quan giải pháp
  • 2.2. An ninh định tuyến trong IoT
  • 2.3. Các tiêu chí đo đạc và đánh giá hiệu năng mạng
  • 2.4. Phòng chống tấn công DOS với Overhearing
  • 2.5. Thí nghiệm mô phỏng giải pháp Overhearing

• 3. MÃ HOÁ NHẸ CHO CÁC THIẾT BỊ TÀI NGUYÊN YẾU

  • 3.1. Thiết bị tài nguyên yếu
  • 3.2. Hạn chế của IoT trước các cuộc tấn công chủ động
  • 3.3. Tổng quan về giải pháp cho các thiết bị tài nguyên yếu
  • 3.4. Thử nghiệm và đánh giá mô hình an ninh DTLS
  • 3.5. Giải pháp cải tiến giao thức CurveCP trên WSN
  • 3.6. Mô hình mã hóa nhẹ Quark

• 4. GIẢI PHÁP CẢI TIẾN TÍCH HỢP AN TOÀN MẠNG IOT

  • 4.1. Tổng quan giải pháp tích hợp Overhearing với DTLS
  • 4.2. Một số hạn chế tồn tại trong các giải pháp
  • 4.3. Cải tiến và tích hợp Quark, DTLS với Overhearing

• KẾT LUẬN

• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN