ОГЛЯД РІШЕНЬ З АПАРАТНОЇ БЕЗПЕКИ КІНЦЕВИХ ПРИСТРОЇВ ТУМАННИХ ОБЧИСЛЕНЬ У ІНТЕРНЕТІ РЕЧЕЙ

Автор(и)

  • Олег Журило Харківський національний університет радіоелектроніки
  • Олексій Ляшенко Харківський національний університет радіоелектроніки
  • Карина Аветісова Харківський національний університет радіоелектроніки

DOI:

https://doi.org/10.30837/ITSSI.2023.23.057

Ключові слова:

хмара; туманні обчислення; апаратна безпека; IoT; IIoT; конфіденційність; захист; апаратний модуль безпеки; фізичні неклоновані функції

Анотація

Предметом дослідження є можливі засоби підвищення апаратної безпеки кінцевих пристроїв туманних обчислень в мережах Інтернету речей (ІоТ), популярність якого щороку стрімко зростає та потребує високого рівня захищеності від усіх типів атак. Метою роботи є огляд доступних готових комерційних продуктів та/або концептуальних апаратних рішень для захисту бюджетних пристроїв у мережах Інтернету речей на основі туманних технологій. Для досягнення поставленої мети виконано такі завдання: запропоновано концепцію туманних обчислень та визначено переваги, які вона надає мережам IoT; розглянуто кіберзагрози та апаратні атаки на мережі ІоТ; описано наслідки використання мереж Інтернету речей на основі туманних обчислень; розглянуто апаратні засоби безпеки, такі як TRM, PUF, HSM тощо. Для вирішення завдань використано такі методи дослідження, як: теоретичний аналіз літературних джерел; порівняльний аналіз хмарних, туманних і мобільних обчислень; аналіз наявних апаратних засобів безпеки. Здобуто такі результати: туманні обчислення можна розглядати як шлюз між хмарними обчисленнями та Інтернетом речей; вони мають більшість із переваг хмарних обчислень, крім того, додатково дають змогу обробляти дані на кінцевих пристроях, не навантажуючи центральний сервер. Висновки: безпека апаратного забезпечення в системах Інтернету речей не менш важлива, ніж програмна безпека. Особливо вагомо це питання постає для систем на основі туманних обчислень, де дані оброблятимуться на периферії, без передачі в хмару. Для підвищення рівня апаратної безпеки пристроїв туманних обчислень пропонується використовувати стандартні апаратні платформи безпеки, такі як: фізично неклоновані функції, апаратний модуль безпеки, система на кристалі тощо. Апаратні компоненти системи, що застосовують туманні обчислення, менш схильні до кібератак, зломів, вторгнень чи маніпуляцій.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

Олег Журило, Харківський національний університет радіоелектроніки

аспірант кафедри безпеки інформаційних технологій

Олексій Ляшенко, Харківський національний університет радіоелектроніки

кандидат технічних наук, доцент

Карина Аветісова, Харківський національний університет радіоелектроніки

студентка кафедри безпеки інформаційних технологій

Посилання

Список літератури

Friedman, V. (2018) "On The Edge: Solving The Challenges Of Edge Computing In The Era Of IoT". URL: https://data-economy.com/on-the-edge-solving-the-challenges-of-edge-computing-in-the-eraof-iot/.

Kocakulak, M.; Butun, I. (2017, January) "An overview of Wireless Sensor Networks towards internet of things", In Proceedings of the IEEE 7th Annual Computing and Communication Workshop and Conference (CCWC), P. 1–6. URL: https://researchr.org/publication/ccwc-2017

Aazam, M.; Zeadally, S.; Harras, K.A. (2018) "Fog computing architecture, evaluation, and future research directions", IEEE Commun. Mag. 2018, P. 46-52. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-34957-8_8

Munir, A.; Kansakar, P.; Khan, S.U. (2017) "IFCIoT: Integrated Fog Cloud IoT: A novel architectural paradigm for the future Internet of Things", IEEE Consum. Electron. Mag. 6, P. 74–82. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167404822002164#!

Myers, D. (2019) "Detecting Cyber Attacks on Industrial Control Systems Using Process Mining". Ph.D. Thesis, Queensland University of Technology, Brisbane City, Australia. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/20/20/5729

Butun, I.; Kantarci, B.; Erol-Kantarci, M. (2015) "Anomaly detection and privacy preservation in cloud-centric Internet of Things", In Proceedings of the 2015 IEEE International Conference on Communication Workshop (ICCW), London, UK, P. 2610–2615. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7601476/

Arias, O.; Wurm, J.; Hoang, K.; Jin, Y. (2015) "Privacy and Security in Internet of Things and Wearable Devices", IEEE Trans. Multi-Scale Comput. Sys. 1, P. 99–109. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/7321811

Skorobogatov, S.P. "Semi-Invasive Attacks – A New Approach to Hardware Security". URL: https://www.cl.cam.ac.uk/techreports/UCAM-CL-TR-630.pdf.

Butun, I.; Pereira, N.; Gidlund, M. (2019) "Security risk analysis of LoRaWAN and future directions", Future Internet, 11, 3. URL: https://www.mdpi.com/1999-5903/11/1/3

Yasin, M. (2019) "Logic Locking of Boolean Circuits: Provable Hardware-Based Obfuscation from a Tamper-Proof Memory". In Proceedings of the 12th International Conference on Innovative Security Solutions for Information Technology and Communications (SecITC), Bucharest, Romania, 172 p. URL: https://nyuscholars.nyu.edu/en/publications/logic-locking-of-boolean-circuits-provable-hardware-based-obfusca

DaSilva, P.R.; Fortier, P.J. (2019) "Hardware Based Detection, Recovery, and Tamper Evident Concept to Protect from Control Flow Violations in Embedded Processing", In Proceedings of the 2019 IEEE International Symposium on Technologies for Homeland Security (HST), Woburn, MA, USA, P. 1–6. URL: https://www.academia.edu/72492295/Hardware_Security_of_Fog_End_Devices_for_the_Internet_of_Things

Shanta, A.S.; Majumder, M.B.; Hasan, M.S.; Rose, G.S. (2020) "Physically Unclonable and Reconfigurable Computing System (PURCS) for Hardware Security Applications". IEEE Trans. Comput.-Aided Des. Integr. Circuits Syst. DOI: https://doi.org/10.3390/s20205729

Huang, Z.; Wang, Q. (2020) "A PUF-based unified identity verification framework for secure IoT hardware via device authentication", World Wide Web, 23, P. 1057-1088. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/22/4/1325?type=check_update&version=1

Huth, C.; Duplys, P.; Güneysu, T. (2016) "Secure software update and IP protection for untrusted devices in the Internet of Things via physically unclonable functions", In Proceedings of the 2016 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communication Workshops (PerCom Workshops), Sydney, NSW, Australia, P. 1–6. URL: https://www.researchgate.net/publication/301583647_Secure_software_update_and_IP_protection_for_untrusted_devices_in_the_Internet_of_Things_via_physically_unclonable_functions

Butun, I.; Österberg, P.; Song, H. (2019) "Security of the Internet of Things: Vulnerabilities, attacks, and countermeasures", IEEE Commun. Surv. Tutor., 22, P. 616-644. DOI: 10.1109/COMST.2019.2953364

Stojkoska, B.L.R.; Trivodaliev, K.V. (2017) "A review of Internet of Things for smart home: Challenges and solutions", J. Clean. Prod., 140, P. 1454–1464. URL: https://iotiran.com/wp-content/uploads/2021/02/A_review_of_Internet_of_Things_for_smart_home_Challenges_and_solutions.pdf

Butun, I.; Österberg, P. (2019) "Detecting Intrusions in Cyber-Physical Systems of Smart Cities: Challenges and Directions. In Secure Cyber-Physical Systems for Smart Cities", IGI Global: Hershey, PA, USA, P. 74-102. DOI: https://doi.org/10.3390/s20205729

Alioto, M. (2019) "Trends in Hardware Security: From basics to ASICs", IEEE Solid-State Circuits Mag., 11, P. 56–74. URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=9955388

References

Friedman, V. (2018) "On The Edge: Solving The Challenges Of Edge Computing In The Era Of IoT". URL: https://data-economy.com/on-the-edge-solving-the-challenges-of-edge-computing-in-the-eraof-iot/.

Kocakulak, M.; Butun, I. (2017, January) "An overview of Wireless Sensor Networks towards internet of things", In Proceedings of the IEEE 7th Annual Computing and Communication Workshop and Conference (CCWC), P. 1–6. URL: https://researchr.org/publication/ccwc-2017

Aazam, M.; Zeadally, S.; Harras, K.A. (2018) "Fog computing architecture, evaluation, and future research directions", IEEE Commun. Mag. 2018, P. 46–52. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-34957-8_8

Munir, A.; Kansakar, P.; Khan, S.U. (2017) "IFCIoT: Integrated Fog Cloud IoT: A novel architectural paradigm for the future Internet of Things", IEEE Consum. Electron. Mag. 6, P. 74-82. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167404822002164#!

Myers, D. (2019) "Detecting Cyber Attacks on Industrial Control Systems Using Process Mining". Ph.D. Thesis, Queensland University of Technology, Brisbane City, Australia. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/20/20/5729

Butun, I.; Kantarci, B.; Erol-Kantarci, M. (2015) "Anomaly detection and privacy preservation in cloud-centric Internet of Things", In Proceedings of the 2015 IEEE International Conference on Communication Workshop (ICCW), London, UK, P. 2610–2615. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7601476/

Arias, O.; Wurm, J.; Hoang, K.; Jin, Y. (2015) "Privacy and Security in Internet of Things and Wearable Devices", IEEE Trans. Multi-Scale Comput. Sys. 1, P. 99–109. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/7321811

Skorobogatov, S.P. "Semi-Invasive Attacks – A New Approach to Hardware Security". URL: https://www.cl.cam.ac.uk/techreports/UCAM-CL-TR-630.pdf.

Butun, I.; Pereira, N.; Gidlund, M. (2019) "Security risk analysis of LoRaWAN and future directions", Future Internet, 11, 3. URL: https://www.mdpi.com/1999-5903/11/1/3

Yasin, M. (2019) "Logic Locking of Boolean Circuits: Provable Hardware-Based Obfuscation from a Tamper-Proof Memory". In Proceedings of the 12th International Conference on Innovative Security Solutions for Information Technology and Communications (SecITC), Bucharest, Romania, 172 p. URL: https://nyuscholars.nyu.edu/en/publications/logic-locking-of-boolean-circuits-provable-hardware-based-obfusca

DaSilva, P.R.; Fortier, P.J. (2019) "Hardware Based Detection, Recovery, and Tamper Evident Concept to Protect from Control Flow Violations in Embedded Processing", In Proceedings of the 2019 IEEE International Symposium on Technologies for Homeland Security (HST), Woburn, MA, USA, P. 1–6. URL: https://www.academia.edu/72492295/Hardware_Security_of_Fog_End_Devices_for_the_Internet_of_Things

Shanta, A.S.; Majumder, M.B.; Hasan, M.S.; Rose, G.S. (2020) "Physically Unclonable and Reconfigurable Computing System (PURCS) for Hardware Security Applications". IEEE Trans. Comput.-Aided Des. Integr. Circuits Syst. DOI: https://doi.org/10.3390/s20205729

Huang, Z.; Wang, Q. (2020) "A PUF-based unified identity verification framework for secure IoT hardware via device authentication", World Wide Web, 23, P. 1057-1088. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/22/4/1325?type=check_update&version=1

Huth, C.; Duplys, P.; Güneysu, T. (2016) "Secure software update and IP protection for untrusted devices in the Internet of Things via physically unclonable functions", In Proceedings of the 2016 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communication Workshops (PerCom Workshops), Sydney, NSW, Australia, P. 1–6. URL: https://www.researchgate.net/publication/301583647_Secure_software_update_and_IP_protection_for_untrusted_devices_in_the_Internet_of_Things_via_physically_unclonable_functions

Butun, I.; Österberg, P.; Song, H. (2019) "Security of the Internet of Things: Vulnerabilities, attacks, and countermeasures", IEEE Commun. Surv. Tutor., 22, P. 616-644. DOI: 10.1109/COMST.2019.2953364

Stojkoska, B.L.R.; Trivodaliev, K.V. (2017) "A review of Internet of Things for smart home: Challenges and solutions", J. Clean. Prod., 140, P. 1454–1464. URL: https://iotiran.com/wp-content/uploads/2021/02/A_review_of_Internet_of_Things_for_smart_home_Challenges_and_solutions.pdf

Butun, I.; Österberg, P. (2019) "Detecting Intrusions in Cyber-Physical Systems of Smart Cities: Challenges and Directions. In Secure Cyber-Physical Systems for Smart Cities", IGI Global: Hershey, PA, USA, P. 74–102. DOI https://doi.org/10.3390/s20205729

Alioto, M. (2019) "Trends in Hardware Security: From basics to ASICs", IEEE Solid-State Circuits Mag., 11, P. 56–74. URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=9955388

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-04-21

Як цитувати

Журило, О., Ляшенко, О. і Аветісова, К. (2023) «ОГЛЯД РІШЕНЬ З АПАРАТНОЇ БЕЗПЕКИ КІНЦЕВИХ ПРИСТРОЇВ ТУМАННИХ ОБЧИСЛЕНЬ У ІНТЕРНЕТІ РЕЧЕЙ», СУЧАСНИЙ СТАН НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ТЕХНОЛОГІЙ В ПРОМИСЛОВОСТІ, (1 (23), с. 57–71. doi: 10.30837/ITSSI.2023.23.057.