On-Chain Anchoring-Based Information Security on Iot for Secure Smart-City Using Pekeccak and Gsbdostlru
Questo articolo propone un framework per Smart City sicuro che previene la falsificazione dei log a livello di gateway integrando l'ancoraggio on-chain basato su PEKeccak con tecniche avanzate di crittografia e machine learning, raggiungendo un tasso di successo della verifica dell'integrità del 98,91%.
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Nel vasto sistema nervoso digitale di una moderna città intelligente, innumerevoli piccoli dispositivi lavorano instancabilmente per mantenere il traffico fluido, le luci accese e gli spazi pubblici sicuri. Questi sensori dell'Internet delle Cose raccolgono un flusso costante di dati, ma questa vasta rete affronta una vulnerabilità persistente: i gateway che raccolgono e trasmettono queste informazioni possono essere ingannati. Se un malintenzionato altera i registri presso questi gateway, l'intero processo decisionale della città può essere compromesso, portando al caos o al pericolo. Per risolvere questo problema, i ricercatori si stanno rivolgendo a una combinazione di due potenti concetti. In primo luogo, la blockchain funge da registro pubblico immutabile, un record digitale che, una volta scritto, non può essere cancellato o alterato senza che tutti se ne accorgano. In secondo luogo, la crittografia avanzata fornisce i lucchetti matematici che mantengono i dati stessi segreti e sicuri, anche contro le minacce future provenienti dai computer quantistici. La sfida è stata rendere questi pesanti strumenti di sicurezza abbastanza leggeri da poter funzionare sui piccoli dispositivi a basso consumo energetico che alimentano le nostre città, garantendo al contempo che il sistema possa individuare nuovi attacchi, non ancora visti, prima che causino danni.
Un team di ricercatori ha proposto un nuovo framework progettato per mettere in sicurezza questo delicato ecosistema, ancorando i dati direttamente alla blockchain e monitorando simultaneamente la presenza di intrusi. Il loro approccio inizia proprio alla fonte, dove i sensori raccolgono le informazioni grezze. Invece di inviare questi dati in chiaro, il sistema li avvolge immediatamente in uno strato protettivo utilizzando una forma specializzata di crittografia che sia resistente ai futuri attacchi dei computer quantistici. Ciò garantisce che, anche se i dati venissero intercettati, rimangano illeggibili. I ricercatori hanno inoltre introdotto un metodo per suddividere le chiavi segrete necessarie per sbloccare questi dati. Invece di conservare la chiave in un unico posto dove potrebbe essere rubata, il sistema la frammenta in pezzi e li conserva in diverse posizioni. In questo modo, un attaccante dovrebbe trovare tutti i pezzi sparsi per sbloccare l'informazione, un compito quasi impossibile se i pezzi sono gestiti correttamente.
Una volta che i dati sono stati messi in sicurezza e le chiavi sono state distribuite in modo sicuro, il sistema si sposta al bordo della rete, dove i computer locali elaborano le informazioni. Qui, i ricercatori hanno implementato una sofisticata guardia del corpo nota come sistema di rilevamento delle intrusioni. A differenza dei sistemi più vecchi che riconoscono solo le minacce note, questa nuova guardia utilizza un modello di apprendimento addestrato per individuare schemi insoliti nel traffico di rete. È stata progettata specificamente per imparare dai nuovi tipi di attacchi man mano che si presentano, piuttosto che limitarsi ad attendere un elenco di comportamenti dannosi già noti. Per rendere questo processo di apprendimento più veloce e accurato, il sistema è stato perfezionato utilizzando una strategia di ottimizzazione ispirata ai comportamenti di caccia e fuga dell'uccello segretario, un grande uccello acquatico noto per la sua vista acuta e la sua agilità. Ciò ha permesso al sistema di adattarsi rapidamente alle nuove minacce senza rimanere bloccato in vecchi modi di pensare.
Quando i dati superano i controlli di sicurezza, vengono preparati per il loro viaggio finale verso la blockchain. Prima di essere registrati, il sistema crea un'impronta digitale unica dei dati. Per rendere questo processo abbastanza veloce per una città frenetica, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica che analizza l'ordine e il flusso dei dati per creare una versione leggera dell'impronta digitale. Questa impronta viene poi ancorata permanentemente alla blockchain, creando un record immutabile che prova che i dati esistevano in un momento specifico e che non sono stati manomessi. Lo studio ha rilevato che questo metodo ha verificato con successo l'integrità dei dati in quasi il 99 percento dei casi, un miglioramento significativo rispetto ai metodi precedenti. Inoltre, il sistema ha rilevato le intrusioni con un'accuratezza superiore al 99 percento, identificando correttamente una vasta gamma di attacchi, dal semplice tentato accesso con password fino ai complessi attacchi di tipo distributed denial-of-service.
I risultati suggeriscono che questo approccio stratificato offre una difesa robusta per il futuro delle città intelligenti. Combinando la crittografia resistente ai computer quantistici, la memorizzazione di chiavi suddivise e un sistema di apprendimento adattivo, i ricercatori hanno creato un framework che è allo stesso tempo sicuro ed efficiente. Il sistema è riuscito ad autenticare i dispositivi e a mettere in sicurezza i dati con una velocità che lo rende pratico per l'uso nel mondo reale, con tempi di elaborazione dei dati misurati in pochi secondi. Gli autori sottolineano che, sebbene il loro modello sia progettato per gestire l'ambiente complesso di una città intelligente, il lavoro futuro si concentrerà sul rilevamento di attacchi ancora più coordinati che potrebbero colpire simultaneamente le infrastrutture digitali. Per ora, questa ricerca fornisce una via chiara verso una città in cui i dati che guidano la nostra vita quotidiana siano protetti dalle manomissioni e nascosti dagli occhi indiscreti.
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