Комунікаційні технології та спеціалізовані протоколи зв’язку для забезпечення кібербезпеки Інтернету речей
Анотація
Пристрої Інтернету речей характеризуються обмеженими ресурсами з погляду потужності, обробки даних, обсягу пам’яті та пропускної здатності. Через це традиційні протоколи, що стосуються мережевих операцій і безпеки, не можуть бути реалізовані у спеціальному середовищі Інтернету речей у їхньому поточному вигляді.
Для організації інформаційної взаємодії в мережі Інтернету речей необхідна стандартизація, оскільки без установленого регулювання, точних інструкцій і всесвітніх стандартів галузь зрештою зіткнеться із серйозними проблемами сумісності та безпеки. Крім того, багато пристроїв Інтернету речей обробляють конфіденційні дані, які мають здатність автономно збирати і поширювати на інші пристрої або в мережу. Наголошено на необхідності посилення заходів захисту даних і впровадження суворішого контролю для пристроїв Інтернету речей, що проходять автентифікацію та взаємодіють у мережі. Захист пристроїв Інтернету речей і протоколів зв’язку став першочерговою проблемою в нашому дедалі більш взаємозв’язаному світі.
Зазначено, що аналіз безпеки комунікаційних технологій Інтернету речей за спеціалізованими протоколами зв’язку через мережі з різною топологією, дальністю з’єднання та пропускною здатністю є актуальною проблемою, оскільки зростає кількість випадків порушення безпеки та конфіденційності в екосистемі Інтернету речей, яка постійно розширюється в різних секторах економіки та життя людства з упровадженням мільярдів різнорідних інтелектуальних пристроїв. Крім того, багато мереж Інтернету речей охоплюють широкий набір протоколів зв’язку, деякі з яких можуть не мати надійних функцій безпеки, що робить їх вразливими до атак.
Термін «комунікаційна технологія» використано для визначення протоколів зв’язку на кожному рівні архітектури платформи Інтернету речей. З метою покращення розуміння архітектури та використання технологій Інтернету речей у статті представлено таксономію, яка сприяє ефективному розподілу відповідних технологій Інтернету речей на протоколи канального рівня, протоколи мережевої інкапсуляції та протоколи маршрутизації відповідно до їхніх стандартів.
Проведене дослідження може спонукати науковців і практиків до розроблення нових і більш ефективних мережевих протоколів з урахуванням виявлених у статті поточних прогалин і недоліків.
Завантаження
Посилання
Aksoy, A., & Gunes, M. H. (2019, May 20–24). Automated IoT Device Identification using Network Traffic [Conference presentation abstract]. IEEE International Conference on Communications, Shanghai, China. https://doi.org/10.1109/ICC.2019.8761559.
Alam, M., Khan, S., & Shakil, K. A. (2020). Internet of Things (IoT): Concepts and Applications. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-37468-6.
Choudhary, S., & Kesswani, N., (2019). A Survey: Intrusion Detection Techniques for Internet of Things. International Journal of Information Security and Privacy, 13(1), 86–105. https://doi.org/10.4018/IJISP.2019010107.
Choudhary, S., & Meena, G. (2022). Internet of Things: Protocols, Applications and Security Issues. Procedia Computer Science, 215, 274–288. https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.12.030.
Das, A. K., Zeadally, S., & He, D. (2018). Taxonomy and analysis of security protocols for the Internet of Things. Future Generation Computer Systems, 89, 110–125. https://doi.org/10.1016/j.future.2018.06.027.
Devasena, C. L. (2016). IPv6 low power wireless personal area network (6LoWPAN) for networking Internet of Things (IoT) – Analyzing its suitability for IoT. Indian Journal of Science and Technology, 9(30). https://doi.org/10.17485/ijst/2016/v9i30/98730.
Dizdarevic, J., Carpio, F., Jukan, A., & Masip-Bruin, X. (2018). A survey of communication protocols for Internet-of-Things and related challenges of fog and cloud computing integration. ACM Computing Surveys, 51(6). https://doi.org/10.1145/3292674.
Dragomir, D., Gheorghe, L., Costea, S., & Radovici, А. (2016, September 26–30). A Survey on Secure Communication Protocols for IoT Systems [Conference presentation abstract]. International Workshop on Secure Internet of Things, Heraklion, Greece. https://doi.org/10.1109/SIoT.2016.012.
Gerodimos, A., Maglaras, L, Kantzavelou, I., & Ayres, N. (2022). IoT: Communication Protocols and Security Threats. Electrical and Electronic Engineering, 1. https://doi.org/10.20944/preprints202111.0214.v2.
Granjal, J., Monteiro, E., & Silva, J. S. (2015). Security for the Internet of Things: A Survey of Existing Protocols and Open Research Issues. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 17(3), 1293–1312. https://doi.org/10.1109/COMST.2015.2388550.
Gupta, B. B., & Quamara, M. (2020). An overview of the Internet of Things (IoT): Architectural aspects, challenges, and protocols. Concurrency and Computation: Practice and Experience, 32(21). https://doi.org/10.1002/cpe.4946.
Hammi, M. T., Livolant, E., Bellot, P., Serhrouchni, A., & Minet, P. (2017). A lightweight IoT security protocol [Conference presentation abstract]. 1st Cyber Security in Networking Conference, Rio de Janeiro, Brazil. https://doi.org/10.1109/CSNET.2017.8242001.
Hassija, V., Chamola, V., Saxena, V., Jain, D., Goyal, P., & Sikdar, B. (2019). A Survey on IoT Security: Application Areas, Security Threats, and Solution Architectures. IEEE Access, 7, 82721–82743. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2924045.
Heđi, I., Špeh, I., & Šarabok, A. (2017). IoT network protocols comparison for the purpose of IoT-constrained networks [Conference presentation abstract]. 40th International Convention on Information and Communication Technology, Electronics and Microelectronics, Opatija, Croatia. https://doi.org/10.23919/MIPRO.2017.7973477.
Karthik, B. N., Parameswari, L. D., Harshini, R., & Akshaya, A. (2018). Survey on IOT & Arduino Based Patient Health Monitoring System. International Journal of Scientific Research in Computer Science, Engineering and Information Technology, 3(1), 1414–1417.
Klimushyn, P. S. (2025). Problematic aspects of IoT cybersecurity standardisation. Law and Safety, 1(96), 53–66. https://doi.org/10.32631/pb.2025.1.05.
Klimushyn, P. S., Roh, V. Ye., & Kolisnyk, T. P. (2023). Legal aspects of functional security standardisation of the Internet of Things. Law and Safety, 3(90), 200–213. https://doi.org/10.32631/pb.2023.3.17.
Krejčí, R., Hujňák, O., & Švepeš, M. (2017). Security survey of the IoT wireless protocols [Conference presentation abstract]. 25th Telecommunication Forum, Belgrade, Serbia. https://doi.org/10.1109/TELFOR.2017.8249286.
Liao, C. H., Shuai, H. H., & Wang, L. C. (2018). Eavesdropping prevention for heterogeneous Internet of Things systems [Conference presentation abstract]. 15th IEEE Annual Consumer Communications & Networking Conference, Las Vegas, USA. https://doi.org/10.1109/CCNC.2018.8319297.
Maglaras, L., Ferrag, M. A., Derhab, A., Mukherjee, M., Janicke, H., & Rallis, S. (2019). Threats, Countermeasures and Attribution of Cyber Attacks on Critical Infrastructures. Transactions on Security and Safety, 5(16). https://doi.org/10.4108/eai.15-10-2018.155856.
Mu, J., & Han, L. (2017). Performance analysis of the ZigBee networks in 5G environment and the nearest access routing for improvement. Ad Hoc Networks, 56(4). https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2016.10.006.
Nebbione, G., & Calzarossa, M. C. (2020). Security of IoT application layer protocols: Challenges and findings. Future Internet, 12(3). https://doi.org/10.3390/fi12030055.
Okereke, G. E., Mathew, D. E., Ukeoma, P. E., Uzo, B. C., Umaru, A. A., & Dibiaezue, N. F. (2024). IoT Device Security and Network Protocols: A Survey on the Current Challenges, Vulnerabilities, and Countermeasures. International Advanced Research Journal in Science, Engineering and Technology, 11(7). https://doi.org/10.17148/IARJSET.2024.11701.
Pooja, K., Khaparkar, S., & Sahu, P. (2018). A Literature Survey on Zigbee / IEEE 802.15.4 System Implementation. International Journal of Current Engineering and Scientific Research, 2(4), 2503–2509. https://doi.org/10.31142/ijtsrd14574.
Radan, A., Samimi, H., & Moeni, A. (2018). A new lightweight authentication protocol in IoT environment for RFID tags. International Journal of Engineering and Technology, 4(7), 344–351. https://doi.org/10.14419/ijet.v7i4.7.23028.
Rahman, R. A., & Shah, B. (2016). Security analysis of IoT protocols: A focus in CoAP [Conference presentation abstract]. 3rd MEC International Conference on Big Data and Smart Cities, Muscat, Oman. https://doi.org/10.1109/ICBDSC.2016.7460363.
Ramirez, J., & Pedraza, C. (2017). Performance analysis of communication protocols for Internet of things platforms [Conference presentation abstract]. IEEE Colombian Conference on Communications and Computing, Cartagena, Colombia. https://doi.org/10.1109/ColComCon.2017.8088198.
Rani, D., & Gill, N. S. (2019). Review of Various IoT Standards and Communication Protocols. International Journal of Engineering Research and Technology, 12(5), 647–657.
Salman, T., & Jain, R. (2017a). A Survey of Protocols and Standards for Internet of Things. Advanced Computing and Communications, 1(1). https://doi.org/10.48550/arXiv.1903.11549.
Salman, T., & Jain, R. (2017b). Networking Protocols and Standards for Internet of Things. In H. Geng (Ed.), Internet of Things and Data Analytics Handbook (pp. 215–238). John Wiley & Sons. https://doi.org/10.1002/9781119173601.
Sardeshmukh, H., & Ambawade, D. (2017). Internet of Things: Existing protocols and technological challenges in security [Conference presentation abstract]. International Conference on Intelligent Computing and Control, Coimbatore, India. https://doi.org/10.1109/I2C2.2017.8321835.
Sonawala, N. M., Tank, B., & Patel, H. (2017). IoT Protocol based environmental data monitoring [Conference presentation abstract]. International Conference on Computing Methodologies and Communication, Erode, India. https://doi.org/10.1109/ICCMC.2017.8282629.
Tournier, J., Lesueur, F., Le Mouël, F., Guyon, L., & Ben-Hassine, H. (2021). A survey of IoT protocols and their security issues through the lens of a generic IoT stack. Internet of Things, 16(4). https://doi.org/10.1016/j.iot.2020.100264.
Triantafyllou, A., Sarigiannidis, P., & Lagkas, T. D. (2018). Network protocols, schemes, and mechanisms for Internet of Things (IoT): Features, open challenges, and trends. Wireless Communications and Mobile Computing, 2. https://doi.org/10.1155/2018/5349894.
Tukade, T. M., & Banakar, R. M. (2018). Data Transfer Protocols in IoT-An overview. International Journal of Pure and Applied Mathematics, 118(16), 121–138.
Yugha, R., & Chithra, S. (2020). A survey on technologies and security protocols: Reference for future generation IoT. Journal of Network and Computer Applications, 169. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2020.102763.
Авторське право (c) 2025 П. С. Клімушин
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
