Надежный протокол связи для сети умного города разработали ученые СКФУ в сотрудничестве с российскими и зарубежными коллегами. По словам специалистов, он позволит устройствам в сети быстро, бесперебойно и безопасно обмениваться информацией и решит проблему защиты данных. Результаты исследования опубликованы в журнале Sensors.
Исследователи объяснили, что, под концепцией умного города понимают использование информационных технологий для управления городской средой. Цель умных городов – делать жизнь жителей удобнее и безопаснее, а также экономить ресурсы и пространство. Простейший пример – уличное освещение, автоматически включающееся при нехватке естественного.
Умный город состоит из множества элементов, среди которых видеонаблюдение, системы вызова экстренных служб, биометрические системы, городские и банковские услуги, интеллектуальный транспорт и многое другое. Он должен соответствовать следующим требованиям: быстрое соединение, надежность и безопасность данных.Ученые Северо-Кавказского федерального университета (СКФУ) в сотрудничестве с коллегами из Института системного программирования РАН, а также из Мексики, Республики Корея и Уругвая разработали надежный протокол связи с адаптивной многолучевой маршрутизацией для концепции умного города.
По их словам, он повышает устойчивость сенсорной сети к атакам различных типов, включая несанкционированный перехват, фальсификацию сообщений, ошибки, сбои в подключении узлов и сети, потерю информации в случае атак или несчастных случаев и т. д. А также позволяет оптимизировать ресурсы на создание и поддержание умного города.
Специалисты СКФУ объяснили, что протокол основан на модификации маршрутизации сети MANET (Mobile Ad hoc Networks). Особенность такой беспроводной сети в том, что каждый ее узел участвует в маршрутизации путем пересылки данных для других узлов.
«
«В таких сетях отсутствуют сложности настройки инфраструктуры и администрирования, что позволяет устройствам создавать сети и мгновенно подключаться к ним», – рассказал младший научный сотрудник учебно-научного центра вычислительной математики и параллельного программирования на суперЭВМ СКФУ Андрей Гладков.
Изначально MANET была разработана для маломощных сетей, например для связи при спасательных операциях, чтобы люди смогли оперативно обмениваться короткими сообщениями.
«В нашей разработке мы применяли систему остаточных классов, а также схемы разделения секрета, которые основаны на ней же», – отметил Гладков.
Он объяснил, что при шифровании информации ключ разделяется между всеми устройствами (участниками). Чтобы восстановить ключ и дешифровать информацию, необходимо, чтобы все участники предоставили свои части. Если условный злоумышленник будет перехватывать информацию, он не сможет использовать отдельный полученный фрагмент.
По словам ученых, этот подход не имеет ограничений, присущих традиционным методам шифрования для защищенной передачи информации. Кроме того, полученное решение уменьшает избыточность данных, что приводит к меньшему использованию крупногабаритного оборудования, экономии энергии и объемов хранилища сообщений.
«Дальнейшая задача научного коллектива – совершенствование созданного протокола, а также сборка сети, работающей с ним, для дальнейшего тестирования», – заключил Гладков.
