Введение. 
Применение мягких вычислений для обнаружения атак на маршрутизацию в самоорганизующихся беспроводных сетях

Самоорганизующаяся беспроводная сеть (ad-hoc network) представляет собой децентрализованный набор мобильных узлов, способный самостоятельно сформировать и динамически изменять сеть передачи данных. Благодаря этим качествам самоорганизующиеся сети используются в различных сферах, требующих быстрое развертывание сети, быструю адаптацию к перемещению и исключению узлов, низкую стоимость обслуживания.

Одна из основных проблем ad-hoc сетей — безопасность. Поскольку вся информация передается через открытые каналы связи, а узлы, как правило, имеют ограниченные вычислительные ресурсы, что не позволяет использовать в полной мере криптографические методы защиты, безопасность обеспечивается компромиссными решениями.

Протоколы маршрутизации

Протоколы маршрутизации принято подразделять на проактивные (заранее создающие таблицы маршрутизации) и реактивные (создающие новые маршруты только при необходимости).

Протокол DSDV (Destination-Sequenced Distance-Vector) — проактивный протокол, основанный на таблицах маршрутизации и алгоритме Беллмана-Форда для поиска кратчайшего пути [Perkins et al., 1994]. В отличие от классического алгоритма Беллмана-Форда в протоколе DSDV исключены циклы. Каждый узел сети содержит таблицу маршрутизации для всех возможных направлений, а также номер версии маршрута, привязанный к узлу назначения. Таким образом, если во время передачи информации произойдет смена таблиц маршрутизации, появление цикла все равно будет невозможно, потому что по версии маршрута можно будет определить, какой из них устарел. Обновления таблицы маршрутизации периодически распространяются по сети. Чтобы сэкономить сетевой трафик обновления передаются в двух видах: полная копия таблицы или только обновленные данные.

Реактивный протокол AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector) основан на алгоритме протокола DSDV [Perkins et al., 1999]. В отличие от DSDV в протоколе AODV узлы не хранят полную таблицу маршрутизации, а запрашивают маршруты только при необходимости, что позволяет экономить сетевой трафик. Если узел-отправитель хочет отправить сообщение узлу-получателю и не имеет готового маршрута до него, то он запускает процесс поиска пути для определения других узлов. Рассылается сообщение с запросом всем соседним узлам, которые затем передают его дальше, пока запрос не достигнет узла-получателя или узла, у которого имеется свежий маршрут до узла-получателя. Протокол использует номера версий маршрутов, что позволяет избежать циклов при передаче сообщений между узлами.

Когда через узел проходит сообщение с запросом маршрута, он записывает в таблицу маршрутизации адрес соседнего узла, от которого пришла первая копия запроса, таким образом выявляя обратный маршрут. Если в дальнейшем узел получит дополнительные копии запроса, они будут проигнорированы. Когда запрос возвращается от узла назначения или от узла, у которого есть маршрут до узла-назначения, узлы на обратном пути записывают этот маршрут в свои таблицы маршрутизации. Маршруту присваивается определенное «время жизни», в течении которого он считается активным. В случае изменения топологии сети узлы инициируют новый поиск маршрута.

Для определения активности соседних узлов в протоколе используются сообщения-приветствия. Актуальная информация о состоянии соседних узлов важна, потому что весь обмен информацией происходит через них.

Протокол ABR (Associativity-Based Routing) основан на метрике, учитывающей стабильность узла. Протокол исключает возможность появления циклов и дубликатов пакетов данных [Royer, et al., 1999]. Каждый узел периодически рассылает соседним узлам сообщение, уведомляющее о его нормальном функционировании, соседние узлы при получении такого сообщения обновляют свои таблицы маршрутизации, повышая коэффициент стабильности узла. Высокие коэффициенты стабильности узлов позволяют выявить надежные маршруты, которые редко меняются с течением времени. Протокол выполняет три основные функции: создание маршрута, обслуживание маршрута и его удаление.