KR20230030302A - Apparatus for Providing Routing Energy Efficient of Internet of Things Based on Big Data - Google Patents
Apparatus for Providing Routing Energy Efficient of Internet of Things Based on Big Data Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230030302A KR20230030302A KR1020210112381A KR20210112381A KR20230030302A KR 20230030302 A KR20230030302 A KR 20230030302A KR 1020210112381 A KR1020210112381 A KR 1020210112381A KR 20210112381 A KR20210112381 A KR 20210112381A KR 20230030302 A KR20230030302 A KR 20230030302A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- node
- data
- routing
- energy
- nodes
- Prior art date
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 33
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/32—Flooding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/02—Topology update or discovery
- H04L45/08—Learning-based routing, e.g. using neural networks or artificial intelligence
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/12—Shortest path evaluation
- H04L45/127—Shortest path evaluation based on intermediate node capabilities
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/26—Route discovery packet
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
- H04L9/06—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols the encryption apparatus using shift registers or memories for block-wise or stream coding, e.g. DES systems or RC4; Hash functions; Pseudorandom sequence generators
- H04L9/0618—Block ciphers, i.e. encrypting groups of characters of a plain text message using fixed encryption transformation
- H04L9/0637—Modes of operation, e.g. cipher block chaining [CBC], electronic codebook [ECB] or Galois/counter mode [GCM]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
- H04W40/04—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources
- H04W40/10—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources based on available power or energy
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
- H04W40/22—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing using selective relaying for reaching a BTS [Base Transceiver Station] or an access point
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W40/00—Communication routing or communication path finding
- H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
- H04W40/244—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update using a network of reference devices, e.g. beaconing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 라우팅 제공 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에너지와 트래픽 분석 요소를 고려하여 이웃 노드를 중계 노드로 설정하여 라우팅을 결정하는 녹색 환경을 위한 빅데이터 기반 사물인터넷의 효율적 에너지 라우팅 제공 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for providing routing, and more particularly, to an apparatus for providing efficient energy routing of the Internet of Things based on big data for a green environment in which routing is determined by setting a neighboring node as a relay node in consideration of energy and traffic analysis factors. it's about
최근 인터넷에 연결된 사물이 사람의 개입 없이 스스로 정보를 생성하고 다른 사물, 사람, 시스템과 연동하여 동작하는 사물인터넷(IoT: Internet of Things) 기술이 주목을 받고 있다. 2020년에 인터넷에 연결되는 사물의 수는 약 260억 개까지 증가할 것으로 전망된다.Recently, Internet of Things (IoT) technology, in which objects connected to the Internet generate information on their own without human intervention and operate in conjunction with other objects, people, and systems, is attracting attention. By 2020, the number of things connected to the internet is expected to grow to about 26 billion.
사물인터넷에서 생산되는 데이터는 소량의 데이터와 멀티미디어 콘텐츠처럼 수십 또는 수백 메가바이트 수준의 대용량 데이터가 공존할 것이며, 향후에도 다양한 멀티미디어 콘텐츠들이 생산, 소비되겠지만 사물인터넷에서는 센싱 데이터 중심의 가벼운 연결이 기하급수적으로 증가하면서 대용량의 데이터 트래픽을 뛰어 넘는 환경이 될 것으로 예상된다.Data produced in the IoT will coexist with small amounts of data and large amounts of data on the order of tens or hundreds of megabytes, such as multimedia content. In the future, various multimedia contents will be produced and consumed. It is expected to become an environment that surpasses the large amount of data traffic.
무선 센서 네트워크(WSN)는 유연하고 비용 효율적인 솔루션으로 인해 의료, 군사, 추적, 차량 시스템 및 스마트 시티 영역에서 많은 인기를 얻었다. 배터리로 구동되는 초소형 센서 노드는 환경 데이터를 수집하기 위해 관찰 영역에 배치되고 나중에 센서의 데이터가 애플리케이션 사용자에게 전송된다.Wireless sensor networks (WSNs) have gained great popularity in the medical, military, tracking, vehicle systems and smart city areas due to their flexible and cost-effective solutions. A miniature sensor node powered by a battery is placed in the viewing area to collect environmental data, which is later transmitted to the user of the application.
기지국(BS)은 최종 사용자를 위한 게이트웨이로 취급되며, 모든 센서 데이터는 인터넷을 통해 라우팅된다. 애플리케이션 사용자는 요구 사항에 따라 센서 데이터에 대한 사후 분석 기능을 추가로 수행한다.A base station (BS) is treated as a gateway for end users, and all sensor data is routed through the Internet. Application users additionally perform post-analysis of sensor data according to their requirements.
사물 인터넷(IoT)은 무선 센서와 통합하여 정보 수집 및 전달과 관련하여 커뮤니티에 서비스를 제공한다. 그러나 이러한 무선 센서의 제한된 제어는 제한된 에너지 관리, 데이터 저장 및 계산 능력으로 인해 상당한 연구 어려움을 야기한다.The Internet of Things (IoT) provides services to the community in terms of gathering and disseminating information through integration with wireless sensors. However, the limited control of these wireless sensors poses significant research challenges due to their limited energy management, data storage and computational capabilities.
대부분의 애플리케이션은 드론과 비행기를 이용하여 무작위로 노드를 분산시키고, 방대한 양의 데이터를 수집하기 위해 멀티홉 통신을 통해 서로 상호 작용한다. 그러나 네트워크 크기가 증가하면 센서 노드의 제한된 권한으로 인해 센서 노드가 환경 데이터를 보다 정확하고 효율적으로 처리하기가 매우 어렵게 된다.Most applications use drones and airplanes to randomly distribute nodes and interact with each other via multi-hop communication to collect vast amounts of data. However, as the size of the network increases, it becomes very difficult for sensor nodes to process environmental data more accurately and efficiently due to the limited authority of sensor nodes.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 에너지와 트래픽 분석 요소를 고려하여 이웃 노드를 중계 노드로 설정하여 라우팅을 결정하는 녹색 환경을 위한 빅데이터 기반 사물인터넷의 효율적 에너지 라우팅 제공 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve this problem, the present invention provides an apparatus for providing efficient energy routing of the Internet of Things based on big data for a green environment in which routing is determined by setting neighboring nodes as relay nodes in consideration of energy and traffic analysis factors. There is a purpose.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 효율적 에너지 라우팅 제공 장치는,An apparatus for providing efficient energy routing according to a feature of the present invention for achieving the above object,
하나 이상의 이웃한 이웃 노드와 탐색 메시지, 요청 메시지, 데이터 패킷 및 제어 패킷을 송수신하는 통신부;a communication unit for transmitting and receiving search messages, request messages, data packets, and control packets with one or more neighboring nodes;
상기 이웃 노드로 정보 공유를 위한 요청 메시지를 전송하고, 상기 이웃 노드로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 제어 패킷을 수신하며, 상기 제어 패킷에 포함된 에너지 정보를 이용하여 랭크(Rank) 값을 계산하는 데이터 라우팅 처리부; 및Transmitting a request message for information sharing to the neighboring node, receiving a control packet in response to the request message from the neighboring node, and calculating a rank value using energy information included in the control packet data routing processing unit; and
상기 계산한 랭크 값을 기초로 가장 높은 랭크 값을 갖는 이웃 노드를 중계 노드로 설정하여 라우팅을 결정하는 제어부를 포함한다.and a control unit determining a routing by setting a neighbor node having the highest rank value as a relay node based on the calculated rank value.
본 발명의 특징에 따른 효율적 에너지 라우팅 제공 장치는,An apparatus for providing efficient energy routing according to a feature of the present invention,
하나 이상의 이웃한 이웃 노드와 탐색 메시지, 요청 메시지, 데이터 패킷 및 제어 패킷을 송수신하는 통신부;a communication unit for transmitting and receiving search messages, request messages, data packets, and control packets with one or more neighboring nodes;
상기 이웃 노드로 정보 공유를 위한 요청 메시지를 전송하고, 상기 이웃 노드로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 제어 패킷을 수신하며, 상기 제어 패킷에 포함된 에너지 정보를 이용하여 랭크(Rank) 값을 계산하는 데이터 라우팅 처리부;Transmitting a request message for information sharing to the neighboring node, receiving a control packet in response to the request message from the neighboring node, and calculating a rank value using energy information included in the control packet data routing processing unit;
상기 에너지 정보, 트래픽 분석 요소 및 상기 계산한 랭크 값을 고려하여 상기 이웃 노드를 중계 노드로 설정하여 라우팅을 결정하는 제어부; 및a control unit determining routing by setting the neighbor node as a relay node in consideration of the energy information, the traffic analysis factor, and the calculated rank value; and
데이터 전송 전에 센서 데이터를 PCBC(Propagating Cipher Block Chaining)를 기반으로 암호화하여 전송하는 전송 보안 처리부를 포함한다.It includes a transmission security processing unit that encrypts and transmits sensor data based on PCBC (Propagating Cipher Block Chaining) before data transmission.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 악성 개체로부터 빅데이터를 보호하고, 라우팅 경로의 트래픽 부하를 줄여 네트워크 안정성과 확장성을 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the configuration described above, the present invention has an effect of securing network stability and scalability by protecting big data from malicious entities and reducing the traffic load of a routing path.
본 발명은 센서 노드 간의 에너지 및 트래픽 부하의 균형을 유지하여 최적의 데이터 라우팅을 통해 에너지 효율성을 향상시키는 효과가 있다.The present invention has an effect of improving energy efficiency through optimal data routing by maintaining a balance between energy and traffic loads between sensor nodes.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 노드의 구조를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빅데이터 기반 사물인터넷의 효율적 에너지 라우팅 제공 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 소비에 대한 기존 작업에 대한 EBDS 프레임워크의 성능을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 데이터 전송 속도에서 패킷 드롭 비율에 대한 다른 작업과 함께 EBDS 프레임워크의 성능을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 종단 간 지연 및 다양한 데이터 전송 속도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 처리량 및 다양한 데이터 전송 속도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 경로 안정성 및 다양한 데이터 전송 속도를 나타낸 도면이다.1 is a schematic diagram showing the structure of a node of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of an apparatus for providing efficient energy routing for big data-based Internet of Things according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the performance of the EBDS framework for an existing task on energy consumption according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating the performance of the EBDS framework along with other tasks for packet drop ratio at various data rates according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating end-to-end delay and various data transmission rates according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating network throughput and various data transmission rates according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating path stability and various data transmission rates according to an embodiment of the present invention.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 센서 네트워크의 노드의 구조를 간략하게 나 타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빅데이터 기반 사물인터넷의 효율적 에너지 라우팅 제공 장치의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing the structure of a node of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the configuration of an apparatus for providing efficient energy routing of the big data-based Internet of Things according to an embodiment of the present invention. it is a drawing
본 발명의 실시예에 따른 노드(10, 20, 30, 40, 50, 60)는 통신부(110), 네트워크 초기화부(120), 제어부(130), 데이터 라우팅 처리부(140) 및 전송 보안 처리부(150)를 포함한다.The
노드(10, 20, 30, 40, 50, 60)는 센서(sensor), 서버(server) 또는 엔진(engine) 형태일 수 있으며, 스마트폰(smartphone), 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.The
또한, 노드(10, 20, 30, 40, 50, 60)는 에너지 효율적인 빅데이터 기반의 라우팅 제공 장치(100)로 불릴 수도 있다.In addition, the
통신부(110)는 하나 이상의 이웃한 이웃 노드와 탐색 메시지, 요청 메시지, 데이터 패킷 및 제어 패킷을 송수신한다.The
네트워크 초기화부(120)는 그리디(Greedy) 방법을 이용하여 복수의 센서 노드를 연결한 그래프를 구성한다. 그래프 이론은 꼭짓점(Vertex)과 노드, 포인트로 구성되고, 이들을 에지(Edge) 즉, 선으로 연결된다. 다시 말해, 그래프 이론은 꼭짓점(센서 노드)과 2개의 꼭짓점의 연결하는 에지로 구성된다.The
네트워크 초기화부(120)는 센서 노드 간의 링크(경로)를 연결한 그래프 를 구성한다. 센서 노드는 V로 표시되고, E는 노드 간의 연결을 나타내는 에지 세트를 나타낸다.The
에지 와 관련된 순서 없는 쌍(u,v)이다. 여기서, 센서 노드 u, 이다.edge is an unordered pair (u,v) associated with Here, the sensor node u, am.
에지(u, v)는 센서 노드 u에서 인접한 이웃 노드v와 직접 연결되는 것을 나타낸다.Edges (u, v) represent a direct connection from the sensor node u to the adjacent node v.
경로 p에서 에지들의 개수는 전체 길이를 나타낸다.The number of edges in path p represents the total length.
각각의 센서 노드는 가중치(Cost)를 측정할 수 있으며, 라우팅 테이블을 생성할 수 있다. 라우팅 테이블은 주어진 서브넷의 모든 센서 노드에 대한 정보를 포함한다.Each sensor node can measure a weight (Cost) and create a routing table. The routing table contains information about all sensor nodes in a given subnet.
라우팅 테이블은 센서 노드까지의 거리와 해당 센서 노드로 가기 위한 값을 저장한다.The routing table stores the distance to the sensor node and the value to go to the sensor node.
각각의 센서 노드는 라우팅 테이블을 생성하여 인접한 이웃 노드로 전송한다.Each sensor node creates a routing table and transmits it to neighboring nodes.
또한, 각각의 센서 노드는 잔류 에너지와, 네트워크 필드에서의 위치와 같은 파라미터에 대한 정보를 이웃 노드로 전송한다.In addition, each sensor node transmits information about parameters such as residual energy and location in a network field to neighboring nodes.
각각의 센서 노드는 주변의 센서 노드들을 탐색하고, 연결된 센서 노드의 주소를 알아내고, 연결된 에지의 가중치(Cost)를 측정할 수 있다.Each sensor node can search surrounding sensor nodes, find out the address of the connected sensor node, and measure the weight (Cost) of the connected edge.
각각의 센서 노드는 가중치와 연결된 센서 노드들에 대한 정보를 담은 패킷을 생성하여 다른 센서 노드로 전송한다.Each sensor node generates a packet containing information about weights and connected sensor nodes and transmits it to other sensor nodes.
따라서, 센서 노드들은 라우팅 테이블에 이웃 노드에 대한 정보를 저장한다.Therefore, sensor nodes store information about neighboring nodes in a routing table.
데이터 라우팅 처리부(140)는 이웃 노드로 정보 공유를 위한 요청 메시지를 전송하고, 이웃 노드로부터 요청 메시지에 대한 응답으로 제어 패킷을 수신하며, 제어 패킷에 포함된 에너지 정보를 이용하여 랭크(Rank) 값을 계산한다.The data
제어부(130)는 계산한 랭크 값을 기초로 가장 높은 랭크 값을 갖는 이웃 노드를 중계 노드로 설정하여 라우팅을 결정한다.The
제어부(130)는 에너지 정보, 트래픽 분석 요소 및 계산한 랭크 값을 고려하여 이웃 노드를 중계 노드로 설정하여 라우팅을 결정한다.The
데이터 라우팅 처리부(140)는 초기에 센서 노드 쌍(u, v) 간의 유클리드 거리를 기준으로 각 에지에 임시 랭크 값이 주어진다.The
데이터 라우팅 처리부(140)는 랭크 값 R(u, v)을 잔여 에너지와 트래픽 분석 요인을 기반으로 수학식 1에 의해 업데이트한다. 랭크 값(Rank Value)이 가장 높은 정점은 두 개의 센서 노드 간에 강한 연관성이 있음을 나타낸다. 즉, 랭크 값은 센서 노드 간의 연관성을 나타낸다.The data
수학식 1에서 가중치 와 는 최적의 라우팅 결정에 중요한 역할을 한다.Weight in Equation 1 and plays an important role in determining optimal routing.
데이터 라우팅 처리부(140)는 + = 1과 같은 에너지 및 트래픽 분석 요인에 대해 동일한 영향을 제공한다.The data
데이터 라우팅 처리부(140)는 가 센서 노드 의 초기 에너지이고, 가 소비된 에너지이고, 잔여 에너지 를 수학식 2와 같이 계산할 수 있다.The data
여기서, 는 네트워크 필드에서 모든 센서 노드에 대한 에너지 자원(Resource)의 합계이다here, is the sum of energy resources for all sensor nodes in the network field.
본 발명의 라우팅 알고리즘은 소스 노드에서 이웃 노드로의 트래픽 분석을 결정하기 위해서 RTD(Round Time Delay) 시간을 사용한다.The routing algorithm of the present invention uses a round time delay (RTD) time to determine traffic analysis from a source node to a neighbor node.
소스 노드는 RTD 계산을 시작하기 위해서 고정된 시간 간격()에서 비콘 메시지를 플러딩한다(다른 노드로 보내는 트래픽 전달). 여기서, 플러딩은 네트워크에서 수정된 라우팅 정보를 모든 노드에 빠르게 전달하는 기능을 의미한다.The source node has a fixed time interval ( ) floods beacon messages (traffic forwarding to other nodes). Here, flooding refers to a function of quickly delivering modified routing information to all nodes in the network.
는 첫 번째 비콘 메시지가 전송된 최초의 시간이라면, 는 이웃 노드로부터 수신된 마지막 데이터 패킷을 의미한다. is the first time the first beacon message is sent, means the last data packet received from the neighboring node.
T는 총 주기로서 T = 이다.T is the total period, and T = am.
데이터 라우팅 처리부(140)는 소스 노드 에서 이웃 노드 까지의 트래픽 분석용 특정 전송 링크 을 수학식 3과 같이 계산한다.The data
데이터 라우팅 처리부(140)는 계산된 트래픽 분석의 값이 높을수록 소스 노드 에서 이웃 노드 간의 데이터 링크가 덜 혼잡하고, 데이터 라우팅에 가장 적합함을 판단한다.Data
각각의 센서 노드의 데이터 라우팅 처리부(140)는 모든 에지들에 대한 랭크 값(Rank Value)을 계산한다.The
제어부(130)는 정보 공유를 위해서 요청 메시지를 생성하여 이웃 노드로 전송한다.The
따라서, 데이터 라우팅 처리부(140)는 이웃 노드로부터 제어 패킷을 수신하여 랭크 값을 계산한다.Accordingly, the data routing
소스 노드 의 제어부(130)는 데이터 전송을 시작하기 위해서 포워더(Forwarder) 목록 을 설정하고, 처음에는 이 만으로 구성된다.source node The
그 후, 의 제어부(130)는 라우팅 테이블에서 이웃 노드에 대한 계산된 랭크 값을 결정하고, 가장 높은 랭크 값이 속한 노드를 에 배치한다.After that, The
따라서, 제어부(130)는 다음의 소스 노드에 대하여 각 이웃 노드의 랭크 값을 비교하고, 가장 높은 랭크 값을 기준으로 을 업데이트한다.Therefore, the
이러한 절차는 센서들의 데이터가 기지국에 도달할 때까지 가장 높은 랭크 값을 사용하여 최적의 중계 노드를 선택하기 위한 가중 에지의 식별로 계속된다.This procedure continues with the identification of the weighted edge to select the optimal relay node using the highest rank value until the data from the sensors reaches the base station.
또한, 임의의 중계 노드가 임계값보다 높은 에너지 자원을 소비할 때마다 본 발명의 라우팅 알고리즘은 랭크 값을 사용하여 다음 적절한 중계 노드로 센서의 데이터 및 소스 노드 유니캐스트 및 메시지를 전달하는 선택된 중계 노드를 제외합니다.In addition, whenever any relay node consumes energy resources higher than the threshold, the routing algorithm of the present invention uses the rank value to select the selected relay node that forwards the sensor's data and source node unicast and messages to the next appropriate relay node. Exclude.
또한, 본 발명의 라우팅 알고리즘은 중계 노드가 임계값보다 높은 에너지 자원을 소비할 때마다 랭크 값을 사용한 중계 노드의 메시지 전송과 소스 노드 유니캐스트와, 센서 노드의 데이터 전송을 선택된 중계 노드에서 제외한다.In addition, the routing algorithm of the present invention excludes message transmission of a relay node using a rank value, unicast of a source node, and data transmission of a sensor node from a selected relay node whenever a relay node consumes energy resources higher than a threshold value. .
전술한 제어부(130), 데이터 라우팅 처리부(140)는 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 기반으로 최적화된 라우팅 결정을 통해 효율적인 라우팅 경로를 제공한다(수학식 1, 수학식 2, 수학식 3).The
본 발명의 보안 데이터 전송 알고리즘은 잠재적인 위협으로부터 빅데이터를 보호하고, 데이터 기밀성과 인증을 유지한다.The secure data transmission algorithm of the present invention protects big data from potential threats and maintains data confidentiality and authentication.
보안 데이터 전송 알고리즘은 센서 노드가 배포되기 전에 미리 로드하는 단일 네트워크 광역 키를 기초로 경량 키 배포 방법을 사용한다.The secure data transmission algorithm uses a lightweight key distribution method based on a single network-wide key that sensor nodes preload before being deployed.
노드들이 배포한 후, 공유 네트워크 키를 소유한 이웃 노드들과 통신을 수행한다. 단일 키는 대칭 키로 기능하며, 전송 에지의 연속적인 노드에만 알려져 있다.After the nodes distribute, they communicate with neighboring nodes that possess a shared network key. A single key acts as a symmetric key and is known only to successive nodes of the transmission edge.
또한, 보안 데이터 전송 알고리즘은 데이터 암호화 및 인증을 달성하기 위해 PCBC(Propagating Cipher Block Chaining)을 활용한다.In addition, the secure data transmission algorithm utilizes PCBC (Propagating Cipher Block Chaining) to achieve data encryption and authentication.
전송 보안 처리부(150)는 데이터 전송 전에 센서 데이터를 PCBC(Propagating Cipher Block Chaining)를 기반으로 암호화하여 전송한다.The transmission
전송 보안 처리부(150)는 데이터 전송 전에 센서 노드의 데이터를 블록으로 분할하여 체인 형태의 데이터 암호화 함수 을 수행하여 악성 개체 존재 시 잠재적인 위협에 대한 데이터 프라이버시를 향상시킨다.The transmission
전송 보안 처리부(150)에서 데이터 암호화 전에 센서 데이터의 각 블록은 이전 평문(일반 텍스트) 블록과 이전 암호문 블록을 XOR 연산한다. 는 대칭키 를 이용한 암호화 함수이고, 는 동일한 키 를 이용한 복호화 함수이다. 그런 다음 센서 노드 에 대한 메시지 블록 은 수학식 4와 수학식 5를 사용하여 PCBC를 기반으로 하는 각각의 암호 블록 으로 변환된다.Prior to data encryption in the transmission
수학식 4와 수학식 5에서 은 이전 블록인 의 암호 블록이다.In
제어부(130)는 전송 보안 처리부(150)에 의해 암호화된 데이터 블록을 통신부를 거쳐 기지국으로 전송한다.The
따라서, 제어부(130)는 중계 노드 집합의 데이터 블록을 통신부를 통해 기지국으로 전송되고, 마지막으로 수학식 6과 같이, 대칭 키를 기반으로 암호화된 모든 데이터를 복호화한다.Accordingly, the
(성능 평가)(performance evaluation)
EBDS(Energy-Efficient Big Data-Based Secure) 프레임워크의 성능은 Sca-PBDA와 센서 네트워크의 효율적인 데이터 수집 방법에 대해 평가된다.The performance of the Energy-Efficient Big Data-Based Secure (EBDS) framework is evaluated for efficient data collection methods of Sca-PBDA and sensor networks.
성능은 다양한 데이터 전송 속도 측면에서 NS-3을 사용하여 평가된다. 시뮬레이션에서 네트워크 필드는 제곱 크기로 간주되며, 레이아웃은 300 × 300m2 크기이다.Performance is evaluated using NS-3 in terms of various data rates. In the simulation, the network field is considered squared in size, and the layout is of size 300 × 300 m 2 .
IoT 기반 센서와 악성 노드는 각각 200개, 20개다. 기지국의 위치는 네트워크 필드의 외부에 설정하고 정적 상태를 유지한다. 비트 단위의 데이터 전송 속도는 50 내지250으로 설정된다.IoT-based sensors and malicious nodes are 200 and 20, respectively. The location of the base station is set outside the network field and remains static. The data transfer rate in bit units is set to 50 to 250.
가중치 요소들 와 의 값들은 0.5 및 0.5로 고정된다. 센서 노드의 잔류 에너지는 2j 내지 5j 범위에 있다. 표 1은 시뮬레이션 매개변수의 값을 나열한다.weight factors and The values of are fixed to 0.5 and 0.5. The residual energy of the sensor node is in the range of 2j to 5j. Table 1 lists the values of simulation parameters.
시뮬레이션은 1000번의 반복에 대해 실행되고, 각 블록의 데이터 크기는 32비트이다.The simulation is run for 1000 iterations, and the data size of each block is 32 bits.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 소비에 대한 기존 작업에 대한 EBDS 프레임워크의 성능을 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing the performance of the EBDS framework for existing tasks on energy consumption according to an embodiment of the present invention.
이 섹션에서는 에너지 소비, 네트워크 처리량, 패킷 드롭 비율, 종단 간 지연 및 경로 안정성에 대한 논의와 함께 실험 결과를 제공한다.This section presents the experimental results along with a discussion of energy consumption, network throughput, packet drop rate, end-to-end delay and path stability.
EBDS 프레임워크는 다양한 데이터 전송 속도에서 에너지 소비 비율을 각각 13% 및 18% 감소시키는 것으로 관찰되었다. 노드의 주변 환경을 판단하여 추가 작업에서 소모되는 에너지 수준이 감소하기 때문이다. 또한 EBDS 프레임워크는 랭크 값을 기반으로 릴레이 노드 선택을 최적화하고 경로 수명 수준을 높인다. 다른 작업과 달리 EBDS 프레임워크는 노드의 추가 부하를 명시적으로 최소화하고 에너지 효율성을 향상시키는 추가 경로 검색 패킷을 줄인다.The EBDS framework was observed to reduce the energy consumption rate by 13% and 18%, respectively, at various data rates. This is because the energy level consumed in further work is reduced by judging the surrounding environment of the node. The EBDS framework also optimizes relay node selection based on the rank value and increases the path lifetime level. Unlike other tasks, the EBDS framework explicitly minimizes additional load on nodes and reduces additional path discovery packets improving energy efficiency.
또한, EBDS 프레임워크는 단일 홉 대신 다중 홉 전송을 사용하고 소스와 릴레이 노드 간의 부하 분산을 균형 있게 조정한다. 또한, 다중 홉 패러다임으로 인해 센서의 데이터를 기지국으로 전송하는 동안 노드당 에너지 소비가 감소한다.Additionally, the EBDS framework uses multi-hop transport instead of single-hop and balances the load distribution between source and relay nodes. Also, due to the multi-hop paradigm, energy consumption per node is reduced while transmitting sensor data to the base station.
EBDS 프레임워크는 경량 암호화 작업으로 보다 안전한 경로를 제공하므로 처리 오버헤드의 균형을 유지한다.The EBDS framework provides a more secure path with lightweight cryptographic operations, thus balancing the processing overhead.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 데이터 전송 속도에서 패킷 드롭 비율에 대한 다른 작업과 함께 EBDS 프레임워크의 성능을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the performance of the EBDS framework along with other tasks for packet drop ratio at various data rates according to an embodiment of the present invention.
실험 결과에 따르면, EBDS 프레임워크는 데이터 손실 비율을 각각 26%, 39% 감소시키는 것으로 나타났다.According to the experimental results, the EBDS framework reduced the data loss rate by 26% and 39%, respectively.
이는 센서 노드 측의 제한된 리소스를 고려하여 보다 에너지 효율적이고, 트래픽 웨어 릴레이 노드를 선택하기 때문이다.This is because a more energy-efficient, traffic wear relay node is selected in consideration of the limited resources of the sensor node side.
EBDS 프레임워크는 라우팅 결정을 계산할 때, 네트워크와 노드의 최신 매개변수를 추적한다. 다양한 네트워크 트래픽에서 실패하기 쉽고 경로 일관성이 떨어지는 다른 작업과 달리 본 발명의 EBDS 프레임워크는 연결 끊김 측면에서 네트워크 성능을 저하시키지 않는 보다 안정적이고 안전한 방법을 제공한다.The EBDS framework keeps track of network and node up-to-date parameters when calculating routing decisions. Unlike other tasks that are prone to failure and have poor path consistency in various network traffic, the EBDS framework of the present invention provides a more reliable and secure method that does not degrade network performance in terms of disconnection.
또한, EBDS 프레임워크는 중계 노드의 잔류 에너지를 주기적으로 평가하여 에너지 비효율적인 노드를 기존 라우팅 경로에서 제외할 수 있고, 궁극적으로 데이터 전달 비율을 높인다.In addition, the EBDS framework periodically evaluates the remaining energy of relay nodes to exclude energy inefficient nodes from the existing routing path, ultimately increasing the data transfer rate.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 종단 간 지연 및 다양한 데이터 전송 속도를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating end-to-end delay and various data transmission rates according to an embodiment of the present invention.
기존 작업에 대한 EBDS 프레임워크의 성능이 나와 있다. EBDS 프레임워크는 다양한 데이터 전송 속도에서 종단 간 지연 비율을 12% 및 19% 감소시키는 것으로 나타났다.The performance of the EBDS framework on existing tasks is shown. The EBDS framework has been shown to reduce end-to-end latency by 12% and 19% at various data rates.
그 이유는 EBDS 프레임워크가 다중 홉 통신을 이용하여 센서 노드에서 기지국으로의 전송 거리를 줄이기 때문이다.The reason is that the EBDS framework reduces the transmission distance from the sensor node to the base station by using multi-hop communication.
또한, 가장 에너지를 인식하고 덜 혼잡한 중계 노드를 선택하여 라우팅 결정에 참여한다. 이러한 라우팅 방법은 적시에 데이터를 전달하는 효율성을 향상시킨다. 또한, EBDS 프레임워크는 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 기반으로 최적화된 라우팅 결정을 통해 보다 현실적이고 지연 효율적인 라우팅 경로를 제공하여 빈번한 재전송 및 경로 재발견 메시지를 줄인다.It also participates in routing decisions by selecting the most energy aware and least congested relay node. This routing method improves the efficiency of delivering data in a timely manner. In addition, the EBDS framework provides a more realistic and delay-efficient routing path through optimized routing decisions based on the Dijkstra algorithm, reducing frequent retransmission and route rediscovery messages.
네트워크 지연이 높은 라우팅 경로를 찾기 위해 센서 노드 간에 높은 오버헤드가 발생하는 다른 솔루션과 달리 EBDS 프레임워크는 안정적이고 신뢰할 수 있는 중계 노드를 제공하고, 이웃 노드 간의 제어 메시지를 줄이며 적시에 데이터 전달 성능을 향상시킨다.Unlike other solutions that incur high overhead between sensor nodes to find a routing path with high network latency, the EBDS framework provides stable and reliable relay nodes, reduces control messages between neighboring nodes, and improves timely data delivery performance. improve
또한, EBDS 프레임워크에는 소스 노드의 라우팅 메트릭을 평가하기 위해 인접 트래픽 인식 정보가 포함되어 있어 데이터 라우팅을 위한 전송 링크 혼잡을 방지하고, 종단 간 지연 측정을 줄이는 데 도움이 된다.In addition, the EBDS framework includes neighbor traffic awareness information to evaluate the source node's routing metric, which helps avoid congestion in transmission links for data routing and reduces end-to-end delay measurements.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 처리량 및 다양한 데이터 전송 속도를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating network throughput and various data transmission rates according to an embodiment of the present invention.
도 6은 EBDS 프레임워크의 성능이 데이터 전달 비율 측면에서 다른 솔루션과 비교되었음을 보여준다. 시뮬레이션된 실험을 기반으로 EBDS 프레임워크는 다양한 데이터 전송 속도에 대해 데이터 전달 성능을 10%, 15% 향상시키는 것으로 나타났다. 이러한 개선의 이유는 에너지 및 트래픽 분석 요소를 사용하여 중계 노드를 선택하기 때문이다. 이러한 요소는 센서 노드 간의 추가 에너지 소비를 줄이고 대용량 빅데이터를 전송하기 위한 라우팅 경로를 강화한다.Figure 6 shows the performance of the EBDS framework compared to other solutions in terms of data transfer rate. Based on simulated experiments, the EBDS framework has been shown to improve data delivery performance by 10% and 15% for different data rates. The reason for this improvement is that relay nodes are selected using elements of energy and traffic analysis. These elements reduce additional energy consumption between sensor nodes and strengthen routing paths for transmitting large amounts of big data.
또한, 데이터 패킷은 다익스트라(Dijkstra) 알고리즘을 사용하는 다중 기준을 기반으로 하는 다중 홉 전송을 통해 기지국으로 라우팅되므로 다른 솔루션에 비해 기지국으로 전송되는 패킷 수가 가장 많다. 또한, EBDS 프레임워크는 라우팅 경로를 통한 데이터 보안에 대한 임계값을 증가시키고, 메시지 전달에 영향을 미치는 잠재적인 위협 가능성을 무시한다.In addition, since data packets are routed to the base station through multi-hop transmission based on multiple criteria using the Dijkstra algorithm, the number of packets transmitted to the base station is higher than other solutions. Additionally, the EBDS framework increases the threshold for data security along the routing path and ignores potential threats affecting message delivery.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 경로 안정성 및 다양한 데이터 전송 속도를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating path stability and various data transmission rates according to an embodiment of the present invention.
도 7은 기존 작업과의 비교에서 EBDS 프레임워크의 성능을 보여준다. 시뮬레이션 실험에서 EBDS 프레임워크는 센서 노드 측에서 가장 적은 수의 제어 메시지 및 경로 재검색 패킷의 플러딩으로 인해 다양한 데이터 전송 속도에 대해 경로 안정성을 13%, 19% 증가시키는 것으로 관찰되었다.Figure 7 shows the performance of the EBDS framework in comparison to existing work. In the simulation experiment, it was observed that the EBDS framework increased the route stability by 13% and 19% for various data transmission rates due to the least number of control messages and flooding of route rescan packets on the sensor node side.
또한, EBDS 프레임워크는 PCBC 모드 기반의 안전하고 인증된 알고리즘을 통합하여 경로 안정성의 성능을 높인다. 이러한 방법은 체인 형태로 암호화 및 복호화 기능을 수행하므로 저전력 센서 노드에서 통신 오버헤드가 가장 적은 데이터 송수신 노드 간의 보안 수준이 균형을 이룬다. 따라서, EBDS 프레임워크는 센서 데이터가 손상될 가능성을 줄이고, 궁극적으로 데이터 수집 및 라우팅에 대한 악의적인 위협에 대해 더 강력하다.In addition, the EBDS framework incorporates secure and certified algorithms based on PCBC mode to increase the performance of path stability. Since this method performs encryption and decryption functions in the form of a chain, the security level is balanced between data transmission and reception nodes with the least communication overhead in a low-power sensor node. Thus, the EBDS framework reduces the possibility of sensor data being compromised and is ultimately more robust against malicious threats to data collection and routing.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also included in the scope of the present invention. that fall within the scope of the right.
100: 라우팅 제공 장치
110: 통신부
120: 네트워크 초기화부
130: 제어부
140: 데이터 라우팅 처리부
150: 전송 보안 처리부100: Routing provider
110: communication department
120: network initialization unit
130: control unit
140: data routing processing unit
150: transmission security processing unit
Claims (7)
상기 이웃 노드로 정보 공유를 위한 요청 메시지를 전송하고, 상기 이웃 노드로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 제어 패킷을 수신하며, 상기 제어 패킷에 포함된 에너지 정보를 이용하여 랭크(Rank) 값을 계산하는 데이터 라우팅 처리부; 및
상기 계산한 랭크 값을 기초로 가장 높은 랭크 값을 갖는 이웃 노드를 중계 노드로 설정하여 라우팅을 결정하는 제어부를 포함하는 효율적 에너지 라우팅 제공 장치.a communication unit for transmitting and receiving search messages, request messages, data packets, and control packets with one or more neighboring nodes;
Transmitting a request message for information sharing to the neighboring node, receiving a control packet in response to the request message from the neighboring node, and calculating a rank value using energy information included in the control packet data routing processing unit; and
and a control unit determining a routing by setting a neighbor node having the highest rank value as a relay node based on the calculated rank value.
상기 이웃 노드로 정보 공유를 위한 요청 메시지를 전송하고, 상기 이웃 노드로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답으로 제어 패킷을 수신하며, 상기 제어 패킷에 포함된 에너지 정보를 이용하여 랭크(Rank) 값을 계산하는 데이터 라우팅 처리부;
상기 에너지 정보, 트래픽 분석 요소 및 상기 계산한 랭크 값을 고려하여 상기 이웃 노드를 중계 노드로 설정하여 라우팅을 결정하는 제어부; 및
데이터 전송 전에 센서 데이터를 PCBC(Propagating Cipher Block Chaining)를 기반으로 암호화하여 전송하는 전송 보안 처리부를 포함하는 효율적 에너지 라우팅 제공 장치.a communication unit for transmitting and receiving search messages, request messages, data packets, and control packets with one or more neighboring nodes;
Transmitting a request message for information sharing to the neighboring node, receiving a control packet in response to the request message from the neighboring node, and calculating a rank value using energy information included in the control packet data routing processing unit;
a control unit determining routing by setting the neighbor node as a relay node in consideration of the energy information, the traffic analysis factor, and the calculated rank value; and
An efficient energy routing providing device including a transmission security processing unit that encrypts and transmits sensor data based on PCBC (Propagating Cipher Block Chaining) prior to data transmission.
상기 데이터 라우팅 처리부는 상기 랭크 값 R(u, v)을 잔여 에너지와 트래픽 분석 요인을 기반으로 하기의 수학식 1에 의해 업데이트하고, 상기 잔여 에너지를 하기의 수학식 2에 의해 계산하는 효율적 에너지 라우팅 제공 장치.
[수학식 1]
여기서, u는 센서 노드, v는 이웃 노드, 와 는 기설정된 가중치, E는 잔여 에너지, Tri는 트래픽 분석용 특정 전송 링크을 나타냄.
[수학식 2]
여기서, 가 센서 노드 의 초기 에너지이고, 가 소비된 에너지이고, 는 네트워크 필드에서 모든 센서 노드에 대한 에너지 자원(Resource)의 합계임.According to claim 1 or claim 2,
The data routing processor updates the rank value R(u, v) by Equation 1 below based on residual energy and traffic analysis factors, and calculates the residual energy by Equation 2 below. Efficient energy routing provision device.
[Equation 1]
where u is a sensor node, v is a neighboring node, and is a preset weight, E is residual energy, and Tri is a specific transmission link for traffic analysis.
[Equation 2]
here, Ga Sensor Node is the initial energy of is the energy consumed, is the sum of energy resources for all sensor nodes in the network field.
상기 데이터 라우팅 처리부는 소스 노드 에서 이웃 노드 까지의 트래픽 분석용 특정 전송 링크 을 하기의 수학식 3에 의해 계산하고, 상기 계산된 트래픽 분석용 특정 전송 링크의 값이 높을수록 상기 소스 노드 에서 상기 이웃 노드 간의 데이터 라우팅에 가장 적합하다고 판단하는 효율적 에너지 라우팅 제공 장치.
[수학식 3]
여기서, 는 첫 번째 비콘 메시지가 전송된 최초의 시간이라면, 는 이웃 노드로부터 수신된 마지막 데이터 패킷, T는 총 주기로 임.The method of claim 3,
The data routing processing unit is a source node Neighbor Nodes in specific transport links for traffic analysis to Calculated by Equation 3 below, and the higher the value of the calculated specific transmission link for traffic analysis, the higher the source node at the neighbor node A device that provides efficient energy routing that is determined to be most suitable for data routing between
[Equation 3]
here, is the first time the first beacon message is sent, is the last data packet received from the neighbor node, T is the total period lim.
상기 제어부는 상기 계산한 랭크 값을 기초로 가장 높은 랭크 값을 갖는 노드를 포워더(Forwarder) 목록으로 업데이트하는 효율적 에너지 라우팅 제공 장치.According to claim 1 or claim 2,
The control unit updates a node having the highest rank value to a forwarder list based on the calculated rank value.
데이터 전송 전에 센서 데이터를 블록으로 분할하여 체인 형태의 데이터 암호화 함수 을 수행하고, 이전 평문(일반 텍스트) 블록과 이전 암호문 블록을 XOR 연산하며, 센서 노드 에 대한 메시지 블록 을 하기의 수학식 4와 수학식 5를 사용하여 PCBC(Propagating Cipher Block Chaining)를 기반으로 하는 각각의 암호 블록 으로 변환하는 전송 보안 처리부를 더 포함하는 효율적 에너지 라우팅 제공 장치.
[수학식 4]
[수학식 5]
여기서, 는 대칭키 를 이용한 암호화 함수이고, 는 동일한 키 를 이용한 복호화 함수이고, 은 이전 블록인 의 암호 블록임.According to claim 1 or claim 2,
A data encryption function in the form of a chain by splitting the sensor data into blocks before data transmission , XOR operation of the previous plaintext (plaintext) block and the previous ciphertext block, and sensor node message block for Each cipher block based on PCBC (Propagating Cipher Block Chaining) using Equation 4 and Equation 5 below. An apparatus for providing efficient energy routing, further comprising a transmission security processing unit that converts
[Equation 4]
[Equation 5]
here, is the symmetric key is an encryption function using is the same key is a decryption function using is the previous block is the cipher block of .
센서 노드 간의 링크(경로)를 연결한 그래프 ―V를 상기 센서 노드이고, E는 노드 간의 연결임―로 구성하는 네트워크 초기화부를 더 포함하는 효율적 에너지 라우팅 제공 장치.According to claim 1 or claim 2,
A graph that connects links (paths) between sensor nodes An apparatus for providing efficient energy routing, further comprising a network initialization unit configured of -V is the sensor node and E is a connection between nodes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210112381A KR102601253B1 (en) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | Apparatus for Providing Routing Energy Efficient of Internet of Things Based on Big Data |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210112381A KR102601253B1 (en) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | Apparatus for Providing Routing Energy Efficient of Internet of Things Based on Big Data |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230030302A true KR20230030302A (en) | 2023-03-06 |
KR102601253B1 KR102601253B1 (en) | 2023-11-13 |
Family
ID=85510022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210112381A KR102601253B1 (en) | 2021-08-25 | 2021-08-25 | Apparatus for Providing Routing Energy Efficient of Internet of Things Based on Big Data |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102601253B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118118508A (en) * | 2024-02-29 | 2024-05-31 | 无锡鑫坤通信工程有限公司 | Intelligent community Internet of things communication method based on tree structure |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170025170A (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-08 | 성균관대학교산학협력단 | Method and node for performing dynamic switching when node failure is occured in wireless sensor network |
KR101915566B1 (en) * | 2018-06-29 | 2018-11-06 | 서울대학교산학협력단 | Multihop network and methodd for generatinging topology thereof |
KR102054715B1 (en) | 2019-04-23 | 2019-12-11 | 인하대학교 산학협력단 | Physical layer security method and system for cooperative multihop routing in ad-hoc wireless network |
KR20200028782A (en) * | 2018-09-07 | 2020-03-17 | 고려대학교 산학협력단 | Method and apparatus for encrypting data based on patterned cipher block for real-time data communication |
KR20210103628A (en) * | 2020-02-13 | 2021-08-24 | 대구대학교 산학협력단 | Routing Method for Improving Energy Efficiency and Packet Transmission / Reception in RPL-based Wireless Networks |
-
2021
- 2021-08-25 KR KR1020210112381A patent/KR102601253B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170025170A (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-08 | 성균관대학교산학협력단 | Method and node for performing dynamic switching when node failure is occured in wireless sensor network |
KR101915566B1 (en) * | 2018-06-29 | 2018-11-06 | 서울대학교산학협력단 | Multihop network and methodd for generatinging topology thereof |
KR20200028782A (en) * | 2018-09-07 | 2020-03-17 | 고려대학교 산학협력단 | Method and apparatus for encrypting data based on patterned cipher block for real-time data communication |
KR102054715B1 (en) | 2019-04-23 | 2019-12-11 | 인하대학교 산학협력단 | Physical layer security method and system for cooperative multihop routing in ad-hoc wireless network |
KR20210103628A (en) * | 2020-02-13 | 2021-08-24 | 대구대학교 산학협력단 | Routing Method for Improving Energy Efficiency and Packet Transmission / Reception in RPL-based Wireless Networks |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118118508A (en) * | 2024-02-29 | 2024-05-31 | 无锡鑫坤通信工程有限公司 | Intelligent community Internet of things communication method based on tree structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102601253B1 (en) | 2023-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kamgueu et al. | Survey on RPL enhancements: A focus on topology, security and mobility | |
Ying et al. | A power-efficient and social-aware relay selection method for multi-hop D2D communications | |
Lu et al. | Fog computing enabling geographic routing for urban area vehicular network | |
Mehmood et al. | A secure and low‐energy zone‐based wireless sensor networks routing protocol for pollution monitoring | |
Haseeb et al. | A secure mobile wireless sensor networks based protocol for smart data gathering with cloud | |
Tomar et al. | Load balanced congestion adaptive routing for randomly distributed mobile adhoc networks | |
Haseeb et al. | Efficient and trusted autonomous vehicle routing protocol for 6G networks with computational intelligence | |
Taneja et al. | Energy efficient, secure and stable routing protocol for MANET | |
Wu et al. | Optimization of AODV routing protocol in UAV ad hoc network | |
Muthusenthil et al. | Privacy preservation and protection for cluster based geographic routing protocol in MANET | |
Gopala Krishnan et al. | Energy and trust management framework for MANET using clustering algorithm | |
Russia et al. | Joint cost and secured node disjoint energy efficient multipath routing in mobile ad hoc network | |
KR102601253B1 (en) | Apparatus for Providing Routing Energy Efficient of Internet of Things Based on Big Data | |
Patel et al. | Trust based routing in mobile ad-hoc networks | |
Paliwal et al. | Impact of dense network in MANET routing protocols AODV and DSDV comparative analysis through NS3 | |
Mahapatra et al. | A secure multi-hop relay node selection scheme based data transmission in wireless ad-hoc network via block chain | |
Ghonge et al. | Selfish attack detection in mobile Ad hoc networks | |
Rafique et al. | Black hole prevention in vanets using trust management and fuzzy logic analyzer | |
Singh et al. | Effect of Black Hole Attack on AODV, OLSR and ZRP Protocol in MANETs | |
Enguehard et al. | On the cost of geographic forwarding for information-centric things | |
Vedhavathy et al. | Triple referee incentive mechanism for secure mobile adhoc networks | |
Kumar | Implementation of delay variance attack using video streaming in MANET | |
Mahadevaswamy et al. | Delay aware and load balanced multi-path routing in wireless sensor networks | |
Nausheen et al. | An Efficient & Secure Approach under Multiple Attack Prone MANET | |
Rehman et al. | Energy aware forwarding in content centric based multihop wireless ad hoc networks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |