Critical Infrastructure Surveillance Using Secure Wireless Sensor Networks

Abstract

In this work, a secure wireless sensor network (WSN) for the surveillance, monitoring and protection of critical infrastructures was developed. To guarantee the security of the system, the main focus was the implementation of a unique security concept, which includes both security on the communication level, as well as mechanisms that ensure the functional safety during its operation. While there are many theoretical approaches in various subdomains of WSNs-like network structures, communication protocols and security concepts-the construction, implementation and real-life application of these devices is still rare. This work deals with these aforementioned aspects, including all phases from concept-generation to operation of a secure wireless sensor network. While the key focus of this paper lies on the security and safety features of the WSN, the detection, localization and J. Sens. Actuator Netw. 2015, 4 337 classification capabilities resulting from the interaction of the nodes' different sensor types are also described.

Adaptive Concepts and Optimization Approach to Design of Testbenches and Nodes for Wireless Sensor Networks

“…Also possible use copy-at-neighbouring-node retransmission strategy for improved wireless sensor network lifetime and reliability [31]. Other approaches to the design of nodes were considered in the research [32][33][34][35][36][37].…”

Vojna primena bežičnih senzorskih mreža i njeni sigurnosni i bezbednosni aspekti

“…Бежична сензорска мрежа се састоји од великог броја хомогених чворова, који се креће од пар стотина па до неколико хиљада. Бежичне сензорске мреже представљају дистрибуирани систем сензора различитог типа међусобно повезаних комуникационом мрежом у одређеном простору, формирајући на тај начин сензорска поља [6]. Сензори детектују физичке појаве у свом окружењу које у форми података деле кроз дистрибуиран систем комуникацијских чворова ради њихове процене.…”

“…У циљу постизања основне функције бежичне сензорске мреже за потребе војне примене, потребно је у њега уградити јединствен безбедносни концепт, који се састоји од безбедне комуникације унутар саме мреже, механизма који ће обезбедити функционалну сигурност у току рада и самозаштитну функцију. Идеја је да систем своју основну функцију дефинише кроз три основна задатка, а то су: (1) да изврши детекцију, (2) да оствари локализацију и (3) да обезбеди класификацију објекта претње у надгледаној зони [6], [12]. Систем треба да обезбеди такву осетљивост и дискриминативност сензора, како би могао правовремено да обавести о потенцијалној претњи и обезбеди реакцију корисника на настале промене у надгледаној области.…”

“…Поред тога централни модул би поседовао ултра стабилни real-time часовник (енг. Real time clock -RTC) са максималним 6 ppm, регулатором напона и великом палетом конектора за спајање са сензорима [6]. Употреба акцелерометра унутар сваког кућишта сензорског чвора је обавезна, са основном улогом да региструју сваку могућност тамперовања, тј.…”

“…Овакви сензори се користе за потребе класификације објекта, а мање за детекције истог. Наиме због своје енергетске неекономичности (просечна потрошња 20-25 mA) овакви сензори се користе у комбинацији са PIR сензорима, где се укључују по потреби, као што је приказано на Слици 11 [6].…”