On-Chain Anchoring-Based Information Security on Iot for Secure Smart-City Using Pekeccak and Gsbdostlru
Dit artikel stelt een veilig Smart City-framework voor dat vervalsing van logs op gateway-niveau voorkomt door integratie van PEKeccak-gebaseerde on-chain verankering met geavanceerde cryptografische en machine learning-technieken, waarbij een integriteitsverificatiesuccespercentage van 98,91% wordt bereikt.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
In het uitgestrekte digitale zenuwstelsel van een moderne slimme stad werken ontelbare kleine apparaten onvermoeibaar om het verkeer te laten doorstromen, lichten helder te houden en openbare ruimtes veilig te houden. Deze Internet of Things-sensoren verzamelen een constante stroom gegevens, maar dit enorme netwerk staat voor een hardnekkige kwetsbaarheid: de gateways die deze informatie verzamelen en verzenden, kunnen worden misleid. Als een kwaadwillende actor de logs bij deze gateways wijzigt, kan het gehele besluitvormingsproces van de stad in gevaar worden gebracht, wat leidt tot chaos of gevaar. Om dit op te lossen, wenden onderzoekers zich tot een combinatie van twee krachtige concepten. Ten eerste fungeert blockchain als een onveranderlijk openbaar grootboek, een digitaal register dat, eenmaal geschreven, niet kan worden gewist of gewijzigd zonder dat iedereen het merkt. Ten tweede biedt geavanceerde cryptografie de wiskundige sloten die de gegevens zelf geheim en veilig houden, zelfs tegen toekomstige dreigingen van quantumcomputers. De uitdaging is geweest om deze zware beveiligingsinstrumenten licht genoeg te maken om te draaien op de kleine, energiezuinige apparaten die onze steden aandrijven, terwijl er ook wordt gewaarborgd dat het systeem nieuwe, onbekende aanvallen kan opsporen voordat ze schade aanrichten.
Een team van onderzoekers heeft een nieuw framework voorgesteld dat ontworpen is om dit delicate ecosysteem te beveiligen door gegevens direct aan de blockchain te verankeren en tegelijkertijd indringers te controleren. Hun aanpak begint bij de bron zelf, waar sensoren ruwe informatie verzamelen. In plaats van deze gegevens in het volle zicht te verzenden, hult het systeem ze onmiddellijk in een beschermende laag met behulp van een gespecialiseerde vorm van encryptie die bestand is tegen toekomstige quantumcomputing-aanvallen. Dit zorgt ervoor dat zelfs als de gegevens worden onderschept, ze onleesbaar blijven. De onderzoekers hebben ook een methode geïntroduceerd voor het splitsen van de geheime sleutels die nodig zijn om deze gegevens te ontgrendelen. In plaats van de sleutel op één plek te bewaren waar deze gestolen zou kunnen worden, breekt het systeem de sleutel op in stukken en slaat deze op verschillende locaties op. Op deze manier zou een aanvaller alle verspreide stukken moeten vinden om de informatie te ontgrendelen, een taak die bijna onmogelijk is als de stukken correct worden beheerd.
Zodra de gegevens zijn beveiligd en de sleutels veilig zijn verdeeld, beweegt het systeem zich naar de rand van het netwerk, waar lokale computers de informatie verwerken. Hier hebben de onderzoekers een geavanceerde beveiligingsbewaker geïmplementeerd, bekend als een intrusiedetectiesysteem. In tegenstelling tot oudere systemen die alleen bekende dreigingen herkennen, gebruikt deze nieuwe bewaker een leermodel dat getraind is om ongebruikelijke patronen in het netwerkverkeer op te merken. Het is specifiek ontworpen om te leren van nieuwe soorten aanvallen naarmate ze verschijnen, in plaats van alleen te wachten op een lijst van bekende kwaadaardige gedragingen. Om dit leerproces sneller en nauwkeuriger te maken, werd het systeem verfijnd met behulp van een optimalisatiestrategie die geïnspireerd is door het jagen en ontsnappen van de sekretarisvogel, een grote wadvogel die bekend staat om zijn scherpe zicht en behendigheid. Dit stelde het systeem in staat om zich snel aan te passen aan nieuwe dreigingen zonder vast te lopen in oude manieren van denken.
Wanneer de gegevens de beveiligingscontroles passeren, worden ze voorbereid op hun laatste reis naar de blockchain. Voordat de gegevens worden vastgelegd, creëert het systeem een unieke digitale vingerafdruk van de gegevens. Om dit proces snel genoeg te maken voor een drukke stad, gebruikten de onderzoekers een techniek die de volgorde en de flow van de gegevens analyseert om een lichtgewicht versie van de vingerafdruk te creëren. Deze vingerafdruk wordt vervolgens permanent verankerd aan de blockchain, wat een onveranderlijk record creëert dat bewijst dat de gegevens op een specifiek tijdstip bestonden en niet zijn gemanipuleerd. De studie toonde aan dat deze methode de integriteit van de gegevens in bijna 99 procent van de gevallen succesvol verifieerde, een significante verbetering ten opzichte van eerdere methoden. Bovendien detecteerde het systeem indringers met een nauwkeurigheid van meer dan 99 procent, waarbij het een breed scala aan aanvallen correct identificeerde, van eenvoudige wachtwoordraden tot complexe distributed denial-of-service-pogingen.
De resultaten suggereren dat deze gelaagde aanpak een robuuste verdediging biedt voor de toekomst van slimme steden. Door quantum-resistente encryptie, split-key opslag en een adaptief leersysteem te combineren, hebben de onderzoekers een framework gecreëerd dat zowel veilig als efficiënt is. Het systeem slaagde erin apparaten te authenticeren en gegevens te beveiligen met een snelheid die het praktisch maakt voor echt gebruik, waarbij de gegevensverwerkingstijden werden gemeten in slechts enkele seconden. De auteurs merken op dat hoewel hun model is ontworpen om de complexe omgeving van een slimme stad aan te kunnen, toekomstig werk zich zal richten op het detecteren van nog meer gecoördineerde aanvallen die mogelijk gelijktijdig de digitale infrastructuur targeten. Voor nu biedt dit onderzoek een duidelijk pad naar een stad waar de gegevens die ons dagelijks leven aansturen, beschermd zijn tegen manipulatie en verborgen zijn voor indringende ogen.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.