Σχεδιασμός και Απεικόνιση Επιθέσεων Ασφάλειας σε Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων με το Εργαλείο Processing

Abstract

Η Γραφική Απεικόνιση Προβλημάτων Ασφαλείας στα δίκτυα τηλεπικοινωνιών(Security Visualization – Γ.Α.Π.Α) είναι ένας πολύ νέος όρος. Πιο συγκεκριμένα η Γ.Α.Π.Α στα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων είναι ένα θέμα με το οποίο έχουν ασχοληθεί λίγοι ερευνητές. Τα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων βρίσκουν πολλές χρήσεις σε διάφορες εφαρμογές, αλλά ταυτόχρονα είναι ευάλωτα σε επιθέσεις. Οι επιθέσεις στα ΑΔΑ είναι ικανές να προκαλέσουν σοβαρότατα προβλήματα στην λειτουργία τους όπως αλλοίωση δεδομένων, εισαγωγή ψευδών δεδομένων και διακοπή επικοινωνίας. Ο σκοπός αυτής της Διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία ενός προσομοιωτή ασύρματου δικτύου αισθητήρων, η γραφική αναπαράσταση, καθώς και η ανίχνευση των πιο διαδεδομένων επιθέσεων σε αυτό. Ο προσομοιωτής διαθέτει τέσσερις διαφορικές απεικονίσεις του δικτύου, με την κάθε μία να συμβάλει στην αναγνώριση των επιθέσεων. Ο χρήστης θα είναι σε θέση να εκτελέσει πέντε επιθέσεις και να παρακολουθήσει ζωντανά τις επιπτώσεις τους στο δίκτυο. Τέλος σε όλη την διάρκεια της προσομοίωσης εμφανίζονται αναλυτικά στατιστικά από την κίνηση των δεδομένων μεταξύ των κόμβων. Το εργαλείο έχει αναπτυχθεί στην γλώσσα Java με την βοήθεια των βιβλιοθηκών για γραφικά του Processing. Η εφαρμογή που δημιουργήσαμε είναι ανεξάρτητη πλατφόρμας και μπορεί να εκτελεστεί σε μηχανήματα με Windows, Linux ή Mac OSX. Σε σύγκριση με άλλες εφαρμογές δεν είναι προσανατολισμένη σε ένα συγκεκριμένο είδος αισθητήρων, ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να τροποποιήσει αυτός τις παραμέτρους του δικτύου ανάλογα με την εφαρμογή που τον ενδιαφέρει. Τέλος με το πάτημα ενός κουμπιού παρέχεται η δυνατότητα στον χρήστη να εξάγει σε ένα csv αρχείο τα στατιστικά που καταγράφηκαν κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης. Το αρχείο αυτό μπορεί να στη συνέχεια να ανοιχτεί από το excel ή κάποιο παρόμοιο πρόγραμμα και ο χρήστης να αναλύσει τα δεδομένα. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το πρότυπο ΙΕΕΕ 802.15.4 που χρησιμοποιείται στα ΑΔΑ. Ένας κακόβουλος χρήστης έχει τη δυνατότητα να εκμεταλλευτεί τα χαρακτηριστικά του προτύπου αυτού και να προκαλέσει ζημιά στο δίκτυο. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφεται τι είναι τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων και αναφέρονται τα χαρακτηριστικά και οι εφαρμογές τους. Στο τρίτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία ανάλυση των σημαντικότερων επιθέσεων που μπορούν να προσβάλλουν τα ΑΔΑ και αναφέρονται συνοπτικά τρόποι ανίχνευσης και αντιμετώπισης από την βιβλιογραφία. Το τέταρτο κεφάλαιο είναι αφιερωμένο στην σημασία της οπτικής αναπαράστασης στον τομέα της ασφάλειας τον δικτύων. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται συνοπτικά το εργαλείο Processing και οι μέθοδοι του που θα χρησιμοποιηθούν περισσότερο στην εφαρμογή μας. Στο έκτο κεφάλαιο πραγματοποιείται η αναλυτική παρουσίαση της εφαρμογής. Στην αρχή γίνεται σαφής ο στόχος της εφαρμογής και αναφέρονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά του υπολογιστή που την προγραμματίστηκε και εκτελέστηκε. Στη συνέχεια περιγράφεται η τοπολογία του δικτύου που θα προσομοιωθεί. Έπειτα γίνεται ανάλυση βήμα προς βήμα του κώδικα της εφαρμογής σε όλα τα στάδια δημιουργίας της. Τέλος εκτελείται η εφαρμογή και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εκτέλεσης. Στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται ένα evaluation της εφαρμογής και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα. Στο τελευταίο κεφάλαιο γίνεται μία ανακεφαλαίωση των όσων παρουσιάστηκαν στην παρούσα Διπλωματική εργασία και παρατίθενται μελλοντικές κατευθύνσεις και επεκτάσεις.