In recent years, mobile ad-hoc networks have received a great deal of attention in both academia and industry to provide anytime-anywhere networking services. As wireless networks are rapidly deployed, the security of wireless environment will be mandatory. In this paper, we describe a group key management architecture and key agreement protocols for secure communication in mobile ad-hoc wireless networks (MANETs) overseen by unmanned aerial vehicles (UAVs). We use implicitly certified public keys method, which alleviates the certificate overhead and improves computational efficiency. The architecture uses a two-layered key management approach where the group of nodes is divided into: 1) Cell groups consisting of ground nodes and 2) control groups consisting of cell group managers. The chief benefit of this approach is that the effects of a membership change are restricted to the single cell group.
본 논문에서는 무선 에드혹 네트워크에서 효율적인 데이터 전송을 위한 밀티캐스팅 프로토콜을 제안한다. 기존에 제안된 유무선망에서의 밀티캐스팅 프로토콜들은 이동성에 의한 망의 동적인 변화, 제한된 대역폭, 높은 에러율등의 특성을 지닌 무선 에드혹 네트워크 환경을 고려하지 못하여 이를 그대로 무선 에드혹 망에 적용할 경우 나쁜 성능을 보인다. 이를 해결하기 위하여 에드혹 네트워크 환경을 고려한 멀티캐스팅 프로토콜들이 제안되었다. 그러나 이들 프로토콜 또한 제어메시지 오버헤드와 대역폭의 낭비를 줄이는 동시에 높은 데이터 전달률을 제공하지는 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이를 개선한 지역 기반 트리를 이용한 멀티캐스팅 프로토콜(RTMA)을 제안한다. 지역 기반 트리를 이용한 멀티캐스팅은 위치 정보를 이용하여 지역을 나누어 지역 별로 트리를 구성한다. 이것은 송신자의 수가 많은 경우에도 제어 메시지의 오버헤드를 줄이는 동시에 효율적인 데이터 전송을 위한 것이다. 또한 이동성에 대처하지 못하는 트리 구조의 특성을 보완하기 위하여 속도정보를 이용하여 이동성이 큰 노드를 경로에서 제외시켜 신뢰성 있는 트리를 구성한다.
In this paper, a new medium access control (MAC) protocol entitled three-phase multiple access with continual contention resolution (TPMA-CCR) is proposed for wireless multi-hop ad hoc networks. This work is motivated by the previously known three-phase multiple access (TPMA) scheme of Hou and Tsai [2] which is the suitable MAC protocol for clustering multi-hop ad hoc networks owing to its beneficial attributes such as easy collision detectible, anonymous acknowledgment (ACK), and simple signaling format for the broadcast-natured networks. The new TPMA-CCR is designed to let all contending nodes participate in contentions for a medium access more aggressively than the original TPMA and with continual resolving procedures as well. Through the systematical performance analysis of the suggested protocol, it is also shown that the maximum throughput of the new protocol is not only superior to the original TPMA, but also improves on the conventional slotted carrier sense multiple access (CSMA) under certain circumstances. Thus, in terms of performance, TPMA-CCR can provide an attractive alternative to other contention-based MAC protocols for multi-hop ad hoc networks.
Ad Hoc 네트워크는 잦은 망 구성의 변화, 라우터의 수, 제한된 사용 자원 등 기존 유선 네트워크와는 다른 특성들을 가지게 된다. 따라서 기존의 유선 네트워크에서 사용하던 라우팅 프로토콜들을 Ad Hoc 네트워크에 그대로 적용시킨다면 많은 문제점들이 발생하게 된다. 본 논문에서 제안하는 라우팅 프로토콜은 Ad Hoc 네트워크의 특성을 고려하여, 네트워크 내의이동 호스트를 멀티 홉을 갖는 클러스터로 묶고, 클러스터 헤드로 하여금 자신의 멤버 호스트들과 이웃 클러스터들의 헤드 정보를 유지하게 하여, 경로 설정에 대한 요구가 있을 때에 적은 지연 시간과 적은 패킷으로 목적지까지의 최단 경로를 설정할 수 있도록 한다. 또한 경로 설정과 데이터 전송 모두가 클러스터 헤드를 이용한다. 이러한 경우 모든 데이터와 경로 설정 시 발생하는 패킷들이 클러스터 헤드로 집중되어 네트워크 부하가 발생하게 되는데 본 제안에서는 네트워크의 부하를 줄이기 위하여 후보 클러스터 헤드를 이용하는 방법을 제시한다.
In this paper, we investigate maximum transmission capacity of wireless ad-hoc networks. In the investigation, we consider a network topology with regularly located nodes. For the topology, we investigate the maximum transmission capacity with RTS/CTS medium access protocol, and next, we study the maximum transmission capacity without the protocol. We see that the results of our study overall follows the result of Gupta and Kumar's research.
실제 이동 Ad Hoc 네트워크상의 단말기 혹은 무선 환경의 비대칭성에는 단방향 링크가 존재한다. 이에 현재 기존의 이동 Ad Hoc 라우팅 프로토콜을 양방향 링크만을 지원할 수 있도록 구현하였으며, 본 논문에서는 새로운 라우팅 프로토콜을 구현하기 위하여 기존의 동적 소스라우팅 프로토콜을 확장하여 단방향 링크를 가지고 있는 이동 Ad Hoc 네트워크에 적용하였다. 성능평가를 위하여 이동시나리오 파일의 결합과 카네기멜론 대학의 연결 패턴파일을 사용하였다. 또한 수신 데이터율과 평균경로발견시간을 평가 요소로 고려하였으며, 제안된 세 가지 경로 설정 방법을 비교 평가하였다.
무선 ad hoc 망은 고정된 인프라 망이 없기 때문에 이동 노드들의 그룹 이동성에 대한 호 수락 제어에 활용하기에는 많은 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 무선 ad hoc 망에서 그룹 이동성 때문에 발생하는 이동 노드들의 그룹 핸드오프를 지원하기 위한 호 수락 제어 방안을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 호 수락 제어 방안은 선택적 호 수락 제어 방식이며 ad hoc 라우팅 프로토콜을 이용한다. 이 방식은 확장된 Hello 메시지를 이용하여 그룹 이동성을 예측하며 능동적으로 버스트 핸드오프를 지원하기 위한 가드 채널의 수를 선택적으로 조정하여 핸드오프 블락킹 확률을 줄이고 QoS를 보장할 수 있는 방안이다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 핸드오프 블락킹 확률, 신규 호 블락킹 확률, 자원 이용율에 대해서 기존의 무선 방식에서 사용하는 호 수락 제어 방식과 비교하여 제안된 방식이 버스트 핸드오프 지원에 더 효율적임을 보였다.
Ad-Hoc networks are a new generation of networks offering unrestricted mobility without any underlying infrastructure. Primary applications of Ad-Hoc networks are in military, tractical and other security sensitive operations, where the environment is hostile. Hence, security is a critical issue. In this paper, we ahve identified certain misbehaviors caused by mallicious node for reactive routing protocol. We also discuss the intrusion detection and intrusion prevention model to prevent several identified attacks in the networks
본 논문에서는 다수의 라디오와 채널을 사용하는 무선 애드혹 통신망에서 대역폭 측정을 기반으로 호 접속 제어와 연동되는 애드혹 라우팅 프로토콜을 제안한다. 단일 라디오에 단일 채널을 사용하는 기존 애드혹 노드와 달리 제안한 MCQosR(Multiple Channel Quality of Service Routing) 프로토콜에서는 각 노드가 다수의 채널과 라디오를 사용하여 노드사이에 전이중 통신을 가능하게 하고 경로의 내부 간섭을 감소시켰다. 또한 각 노드마다 수신전용의 고정된 채널을 갖도록 하였으며, 대역폭 측정을 기반으로 새로운 호에 대한 수락제어를 수행함으로써 QoS 제공을 가능하도록 하였다 제안된 프로토콜은 시뮬레이션을 통하여 성능을 검증하였다.
이동 애드혹 네트워크는 고정된 기반 망의 도움 없이 이동 단말만으로 구성된 자율적이고 독립적인 네트워크이다. 최근 애드혹 네트워크의 보안성과 효율성을 높이는 방법으로 클러스터 기반 애드혹 네트워크가 대두되고 있다. 또한 이에 적합한 라우팅 프로토콜 역시 활발히 연구되고 있다. 하지만 클러스터 기반 ad-hoc 네트워크에서 보안을 고려한 라우팅 프로토콜에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 클러스터 기반 애드혹 네트워크에서 공격에 안전한 보안 라우팅 프로토콜을 제안한다. 제안하는 보안 라우팅 프로토콜은 Diffie-Hellman 키 교환, HMAC, 디지털 서명 등을 사용하여 라우팅 메시지에 대한 무결성을 보장하여 안전한 경로 설정을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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