Due to the widespread smart phones and small-sized laptop computers, the applications of a wireless sensor networks will diversify. These wireless sensor networks are widely used in environment and habitat monitoring, healthcare applications, traffic control, and RFID. However, the wireless sensor network is easily exposed to the attack of a attackers, because it wirelessly communicates with the sensor nodes and the base station. The most common attack is a wormhole attack.
In this thesis, we suggest a wormhole detection method in wireless sensor network using distance partitioning from base station. In previous studies, the sensor nodes with limitation in the battery power and transmission ranges were used. Or the special hardwares such as GPS, directional antennas were used. However, these cases have problems in shortening the lifetime of the wireless sensor network, and causing additional costs. In this sense, this thesis shows the way to detect the wormhole attack without using sensor nodes or the special hardwares. Also, this demonstrates the effective size of the range of base station to be divided through simulations.
무선 센서 네트워크는 수많은 센서 노드들로 구성되어 있으며, 센서 노드들은 자신의 전송 범위 내에서 필요한 정보를 수집하게 된다. 이러한 무선 센서 네트워크는 기후 측정이나 군사 혹은 산업 분야 등의 여러 분야에서 활용되고 있는 추세이다. 사람이 직접 가기 힘든 산의 기후를 측정하거나 군사 지역에서 적의 침입을 탐지하는 것 등이 그 대표적인 예라고 할 수 있다. 그러나 센서 노드들은 배터리 파워나 전송 범위 등에 제한이 있기 때문에 이를 효율적으로 배치하는 것이 중요하다. 또한, 무선 센서 네트워크는 무선으로 통신을 하기 때문에 여러 가지 공격에 취약성이 있다. 그중에서도 웜홀 공격이 가장 대표적인 공격이라고 할 수 있다.
웜홀 공격을 통해 공격자는 경로의 중간에서 정보를 가로채거나 변조할 수 있게 된다. 만약 정보가 변조된다면 네트워크 전체에 큰 영향을 미치기 때문에 이를 사전에 효과적으로 탐지하는 것이 중요하다. 기존의 연구들은 주로 배터리 파워나 전송 범위 등에 제약이 있는 센서 노드들을 이용하여 웜홀 공격을 탐지하였다. 또한, GPS 나 Directional Antenna 등과 같은 특별한 하드웨어를 사용한 것이 특징이라고 할 수 있다. 그러나 이러한 방법들의 경우 전체 네트워크의 수명을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 특별한 하드웨어를 사용할 경우에는 추가적인 비용이 발생한다는 단점이 있다.
따라서 본 논문에서는 거리분할 기법을 사용하여 센서 노드나 특별한 하드웨어 없이 웜홀 공격을 탐지할 수 있는 방법을 제시하였다. 베이스 스테이션은 일정하게 구간을 나눈 후 센서 노드들이 어느 구간에 있는지를 확인하게 된다. 정상적인 경로일 경우, 하나의 구간에는 한 개 이상의 센서 노드들이 분포되어져 있게 된다. 그러나 웜홀 공격이 발생했을 경우에는 몇 개의 구간을 뛰어넘어서 통신을 하게 되는 센서 노드들이 발생하게 되며, 이를 통해서 베이스 스테이션은 웜홀 공격을 탐지할 수 있게 되는 방법이다. 실험을 통해서는 베이스 스테이션의 구간을 어느 정도로 나누는 것이 가장 효율적인지에 대해서도 알아보았다. 본 논문에서 제시한 방법은 기존의
연구들의 단점을 보완했으며, 비교적 쉽게 웜홀 공격을 탐지할 수 있다는 것이 큰 장점이다.
