T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   18 ,   No .   4 A u g u s t   2020 ,   p p .   18 49 ~ 185 6   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad b y   Ke m e n r is te k d i k ti,  Dec r ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI KA . v 1 8 i4 . 1 5 7 6 8     1849       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   RPL routi ng  prot o co l perf o r m a nce  under  sin k ho le a nd selec tive  forw a rding  attack:  ex peri m e ntal a nd si m ula ted   ev a lua tion       B i m a H .   P a t el,   P a rt h Sha h   De p a rt m e n o f   In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   CS P IT ,   Ch a r o tar Un iv e rsit y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   10 2 0 2 0   R ev i s ed   Mar   21 2 0 2 0   A cc ep ted   A p r   10 2 0 2 0       T o   m a k e   p o ss ib le  d re a m   o f   c o n n e c ti n g   3 0   b il li o n   sm a rt  d e v ice s   a ss e ss a b le   f ro m   a n y w h e re ,   a n y ti m e   a n d   to   f u e th e   e n g i n e   g ro w th   o f   in tern e t   o f   th in g (Io T b o t h   i n   term o f   p h y sic a a n d   v irt u a t h in g s,  i n tern e t   e n g in e e rin g   tas k   f o rc e   (IE T F c a m e   u p   w it h   a   c o n c e p o f   6 L o W P A p o ss e ss in g   c h a ra c teristics   li k e   lo w   p o we r,   b a n d w id th   a n d   c o st .   T o   b rid g e   th e   ro u ti n g     g a p   a n d   t o   c o l lab o ra te  b e tw e e n   lo w   p o w e p riv a te  a re a   n e t w o rk   a n d     th e   o u tsi d e   w o rld ,   IET F   RO L g ro u p   p ro p o se d   I P v 6   b a se d   li g h tw e i g h sta n d a rd   R P L   (ro u ti n g   p r o to c o f o lo w   p o w e a n d   lo ss y   n e t w o rk s).  Du e   to   larg e   c h u n k o f   ra n d o m   d a ta  g e n e ra ted   o n   d a il y   b a sis  se c u rit y   e it h e r   e x tern a ll y   o in tern a ll y   a lwa y re m a in   b ig g e th re a w h ich   m a y   le a d   to   d e v a sta ti o n   a n d   e v e n tu a ll y   d e g ra d e th e   q u a li ty   o f   s e rv ic e   p a ra m e ter s   a ffe c ti n g   n e t w o rk   re so u rc e s.  T h i p a p e e v a lu a tes   a n d   c o m p a re   th e   e ffe c t     o f   in tern a a tt a c k li k e   sin k h o le  a n d   se lec ti v e   f o r w a rd in g   a tt a c k o n   ro u ti n g   p ro t o c o f o l o w   p o w e a n d   lo s s y   n e tw o rk   to p o lo g y .   W id e l y   k n o w n   Io T   o p e ra ti n g   sy st e m   Co n ti k a n d   Co o ja  a th e   si m u lato a re   u se d   t o   a n a ly s e   d if fe re n c o n se q u e n c e s o n   l o w   p o w e a n d   lo ss y   n e t w o rk .   K ey w o r d s :   6 L o W P A N   C o n ti k i   C o o j a   I n ter n et  o f   t h i n g s   ( I o T )   R P L   Selectiv f o r w ar d in g   attac k   Sin k h o le  attac k   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   B i m al  H.   P atel,     Dep ar t m en t o f   I n f o r m atio n   T e ch n o lo g y ,   C SP I T ,     C h ar o tar   Un i v er s i t y   o f   Scien c an d   T ec h n o lo g y   C h a n g a   3 8 8 4 2 1 ,   I n d ia .   E m ail:  b i m alp atel. it @ ch ar u s at . ac . in       1.   I NT RO D UCT I O N   E v er   s i n ce   t h e m er g en ce   o f   t h ter m   I n ter n e o f   t h i n g s   ( I o T )   p r o p o s ed   b y   Ke v in   Ast o n   in   t h late   1 9 9 0 s ,   it  h as  co m p letel y   ch a n g er f r o m   an alo g   to   d ig itiz ed   w o r ld   [ 1 ] .   W h en   I P v 6   w as   in tr o d u ce d   in   2 0 1 1   m o m e n t u m   g ain ed   i n   ter m s   o f   s m ar t n es s   co n n ec ti n g   p h y s i ca an d   v ir tu a t h in g   w it h   t h e   h elp   o f   e m b ed d ed     an d   s e n s o r   n et w o r k   tech n o lo g y .   S m ar tn e s s   an d   in te lli g en c ar n o w   w id esp r ea d   in   t h in d u s tr y   b y   w a y   o f   I n d u s tr ial   I o T ,   ag r icu ltu r e,   s m ar h o m e,   h ea lt h ca r e,   lo g i s t ics  etc.   m a k in g   lif e   s m o o th er   an d   ea s ier   to   li v   an d   en j o y   w it h   f u lle s t   [ 2 ] .   T o   m a k p o s s ib le  d r ea m   o f   3 0   b illi o n   s m ar d ev ice s   co n n ec ted   as  p r ed icted   b y   Gar tn er   r ep o r t   [ 3 ] ,   I E T ( I n te r n et  E n g i n ee r in g   T ask   Fo r ce )   ca m w it h   t h co n ce p o f   6 L o W P A N   ( I P v 6   o v er   lo w   p o w er   w ir ele s s   p r iv ate   ar ea   n et w o r k )   [ 4 ] . Sin ce   s ta n d ar d   r o u tin g   p r o to co li k A O D V,   DS R   a n d   O L S R   f o r   w ir eles s   n et w o r k s   ar n o f itted   f o r   L L d u to   its   h i g h er   en er g y   u s ag e,   r ep air   in   ca s o f   n et w o r k   f ail u r e   an d   lack   o f   co n s id er atio n   o f   n o d e/lin k   p r o p er ties   f o r   es tab lis h m e n o f   r o u te s ,   I E T R O L L   w o r k in g   g r o u p   co m e s   u p   w i th   R FC   6 5 5 0   p r o p o s ed   s tan d ar d   R P L   [ 5 ]   w h ich   i s   I P v 6   b ased   l ig h t w ei g h t,  d is tan ce   v ec to r ,     lo o p - f r ee ,   p r o ac tiv s o u r ce   r o u ti n g   p r o to co ap p lied   f o r   h i g h l y   ad ap tiv e   an d   d y n a m ica ll y   ch a n g in g   n et w o r k   co n d itio n s   w it h   lo w   p o w er   a n d   lo s s y   co n s tr ai n ts   p er s o n al   ar ea   n et w o r k .   I f ills   t h r o u ti n g   g ap   b et w ee n   L o W P A an d   o n   o th er   s id I P   w o r ld .   As  m o r an d   m o r d ev ices  ar co n n ec ted ,   lar g er   ch u n k s   o f   d ata  w ill  b Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 2 0 :    18 49   -   1 8 5 6   1850   g en er ated   o n   n et w o r k   lead in g   to   s ec u r it y   co n ce r n s   a n d   g r ea ter   p o s s ib ilit y   o f   n e t w o r k   at t ac k s   e x ter n a ll y   as   w ell   as  i n ter n all y .   T h ai m   o f   th is   p ap er   is   to   e v al u ate  p er f o r m a n ce   o f   R P L   p r o to co co n s id er i n g   p o w er   co n s u m p tio n   as q u alit y   o f   s er v ice  p ar am eter   u n d er   s i n k h o le  a n d   s elec ti v f o r w ar d in g   n et w o r k in g   attac k s .   I n   s ec tio n   2   s tate   o f   ar t r elate d   to   R P L   i s   m en tio n ed   w h ic h   s ec tio n   3   d is c u s s   t w o   n e t w o r k   attac k s   an d   its   i m p le m e n tat io n   f lo w   s ce n a r io   in   co n ti k o p er atin g   s y s te m   a n d   C o o j as  s i m u lato r   s u p p o r t.  Sectio n   4   w i ll  g iv id ea   ab o u s i m u latio n   co n f ig u r atio n   p ar a m eter s   an d   v a r io u s   s ce n ar io   d etails.  Sectio n   5   d is cu s s es  r es u lt  an al y s is   i n   ter m s   o f   p o w er   c o n s u m p tio n   f o r   all  th r ee   s ce n ar io s .   Sectio n   6   p r o v id es  co n clu s io n   an d   th r o w   s o m li g h t o n   f u t u r d ir ec tio n s .       2.   RP L   ( RO UT I NG   P RO T O C O L   F O L O P O WE A N L O SS N E T WO RK S)  I N   L I T E R AT U RE   R P L   s u p p o r m es h   an d   h ier ar ch ical  to p o lo g y   b y   co n s id er in g   r o u tin g   th r o u g h   b ac k u p   s ib l in g s /p ar en t   w h e n   n ee d ed   b ased   o n   co n ce p o f   D OD A ( Des tin a tio n   o r ien ted   d ir ec ted   ac y clic  g r ap h ) ”. A c y clic  p r o p er t y   h elp s   to   ac h ie v lo o p   f r ee   n et w o r k s   in   g r ap h . R P L   s u p p o r t s   all  th r ee   tr af f ic  t y p e s   i.e .   P 2 M P   ( p o in to   m u ltip o in t )   in   ter m s   o f   d o w n w ar d   r o u tes,  MP 2 ( m u ltip o in to   p o in t )   u s in g   u p w ar d   r o u tes  to w ar d s   L B R     an d   P 2 P ( p o in t to   p o in t)   f o r   b o th   tr an s m is s io n   t y p li k u n ica s t a n d   m u lt icast.   R P L   ca teg o r ized   n o d es  in   th r e w a y s .   1 )   L B R   ( L o w   p o wer   an d   lo s s y   b o r d er   r o u ter )   a ls o   ca lled   DOD A r o o o r   s in k   n o d as  s h o w n   i n   Fi g u r 1   w h ic h   ac ts   as  g ate w a y   b et w ee n   in ter n et  an d   L L n et w o r k s .   I h as  p r o p er t y   to   g e n er ate  n e w   D OD A o r   it s   d if f er en v er s io n s .   2 )   R o u ter s   w h ic h   is   u s ed   f o r   f o r w ar d in g   an d   g en er ati n g   tr af f ic.   3 )   Ho s t   also   ca lled   leaf   n o d o r   en d   d ev ice  ( in d icate d   b y   3   an d   4   in   DOD A G1   an d   3   in   DOD A G2 )   w h ic h   i s   ca p ab le  o f   o n l y   g e n er ati n g   tr a f f ic.   As  s h o w n   i n   F ig u r e   1   th er e   ar t w o   DOD AG  ( DODA G1 ,   DOD A G2 )   w h ic h   co m b in e s   as   o n R P L   i n s tan ce   u n iq u el y   id e n ti f ied   b y   R P L I n s ta n ce I D.   No d es   m a y   b elo n g   to   m u ltip le  in s tan ce s   b u s h o u ld   r e m ai n   i n   o n DOD A at  ti m w it h i n   i n d iv id u al  in s ta n ce   [ 6 ] .   E ac h   n o d i n   DOD AG  is   d if f er en tia ted   w it h   r an k   w h ic h   d ef in e s   n o d es  in d i v id u al  p o s i tio n   an d   p at h   to   it s   L B R .   R a n k   v al u es  i n cr ea s es  w h e n   y o u   m o v i n   d o w n w ar d   d ir ec tio n   f o r m   s i n k   n o d e.   R an k   is   co m p u ted   b ased   o n   o b j ec tiv f u n ctio n   ( OF ( 0 )   an d   MRHO F)  [ 7 - 9 ] .           Fig u r 1 .   R P L   c o n ce p ts / ter m i n o lo g y       2 . 1 .     RP L   DO DAG   co ns t ruct io n   I s u p p o r ts   t w o   r o u te  f o r m atio n . MP 2 P   tr af f ic  is   s u p p o r ted   u s in g   u p w ar d   r o u tes  w it h   t h h elp   o f   DI an d   DI S   m e s s a g es   [ 1 0 ]   f o r   b o th   g r o u n d ed   a n d   f lo atin g   n o d e.   P 2 MP   an d   P 2 P   tr af f ic   is   s u p p o r ted   u s i n g   d o w n w ar d   r o u te s   w i th   t h h elp   o f   D AO  m es s ag e.   I t   ca r r ies  o u t   b o th   r o u te   f o r m atio n   w i th   th e   h e lp   o f   n eig h b o r   d is co v er y   p r o to co w h ich   h elp s   i n   lo ca l r ep air   in ter n all y   [ 1 1 ] .     2 . 1 . 1 .   Upw a rd  ro ute   Gr o u n d ed   n o d ac ti n g   as   L B R   o r   s i n k   n o d b r o ad ca s DI w h ich   co n tai n s   n ec e s s ar y   i n f o r m atio n   lik R P L I n s ta n ce I D,   o b j e ctiv f u n ctio n   ( OF  ( 0 )   o r   M R H OF ) ,   v er s io n ,   tr ic k le   ti m er   [ 1 2 ]   in f o r m atio n   an d   o th er   p ar am eter s   r eq u ir ed   f o r   ca lcu lati n g   r an k   to   its   n eig h b o u r s .   I f   th n o d w illi n g   to   j o in   DOD A r ec ei v e   DI m e s s a g f o r   f ir s t   ti m it   ad d s   its   ad d r ess   to   p ar en li s an d   co m p u te   r an k   a s   p er   p r escr ib ed   o b j ec tiv Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         R P L ro u tin g   p r o to co p erfo r ma n ce   u n d er si n kh o le  a n d   s elec tive  fo r w a r d in g   a tta ck … ( B im a l H .   P a tel )   1851   f u n ctio n   an d   th e n   m u lt icast  u p d ated   DI m ess a g to   o th er s .   I f   n o d w h ic h   is   alr ea d y   p ar o f   DODA G   r ec eiv es  DI it  d is ca r d s   o r   p r o ce s s   it  b y   an a l y s i n g   m en t io n ed   cr iter ia.   B ased   o n   cr iter ia  if   n o d e’ s   n e w   r an k   is   less   t h a n   o ld   r an k   it   ch a n g es   it  r an k   a n d   u p d ates  its   in f o r m atio n   to   av o id   lo o p s   el s m ai n tai n   it s   cu r r e n t   p o s itio n   in   DOD AG  [ 1 3 1 4 ] .   I f   f lo atin g   n o d w an t s   to   j o in   DOD A it  m u ltica s DI m es s ag to   n ea r er   n o d es.  Af ter   r ec eiv i n g   DI m ess a g o n o f   th g r o u n d ed   n o d es   s en d   u n ica s DI m e s s a g b ac k   to   f lo atin g   n o d w h ic h   s elec t a p p r o p r iate  n eig h b o r   o r   p r ef er r ed   p ar en t to   jo in   DOD A [ 1 5 ] .     2 . 1 . 2 .   Do w nw a rd  r o ute   P 2 M P   an d   P 2 P   tr af f ic  i s   s u p p o r ted   b y   d o w n w ar d   r o u te  w it h   th h elp   o f   D AO  co n tr o m es s ag e.   R P L   u s e s   t w o   m o d e s   o f   o p er atio n   f o r   m ai n tai n i n g   d o w n w ar d   r o u tes ;   (a )   Sto r in g   m o d i n   w h ic h   ev er y   r o u ter   n o d m ai n tai n s   r o u ti n g   i n f o r m atio n ;   (b )   No n - s to r in g   m o d i n   w h ich   o n l y   s in k   n o d w ill   h av e   r o u tin g   in f o r m at io n   an d   ac ts   as  s o u r ce   n o d to   s en d   tr af f ic  in f o r m atio n   to   o th er   n o d es  [ 1 6 ] .   R P L   p r o v id es  b o th   lo ca an d   g lo b al  r ec o v er y   s ch e m es.  I f   t h er is   an y   li n k   f ail u r b et w ee n   t w o   n o d es  o r   lo o p   is   g en er ated   it  p er f o r m s   lo ca r ep air   w it h   t h h elp   o f   b ac k   u p   p ar en t,  r an k   a n d   n ei g h b o r   d is co v e r y   p r o to co l.  Sin ce   b y   r u le  e v e r y   c h ild   w i ll  h av e   h ig h er   r an k   co m p ar to   its   p ar en t it  w ill  n e v er   f o r m   lo o p   an d   co u n t to   in f i n it y   p r o b le m   w ill   n o t o cc u r .   T h o u g h   lo ca l r ep air   w ill  n o lead   to   o p ti m al   p ath   an d   r esu lts   in   ter m s   o f   q u alit y   o f   p ar a m e ter s   g lo b al  r ep air   is   r eq u ir ed   b y   i n cr e m e n ti n g   DOD AG  v er s io n   n u m b er   a n d   w h o le  DOD A G   is   co n s tr u cted   w it h   n o   co n ce r n   to   p r ev io u s   v er s io n   an d   n e w   v er s io n   w ill   h av e   o p ti m al   p ath   f o r   r ea c h i n g   s in k   n o d w it h   th e   h e lp   o f   r an k   as   p ar a m eter   b y   co n s id er in g   v ar io u s   o b j ec tiv f u n ctio n s .       3.   RO UT I N G   A T T ACK S A G AINS T   RP L   N E T WO RK S   R P L   r o u ti n g   p r o to co f o r   6 L o W P A d u to   its   p r o p er ties   l ik li m ited   p r o ce s s i n g   p o w er ,   ch an g i n g   n et w o r k   to p o lo g y   i n   ter m s   o f   DOD AG,   li n k   f ai lu r es   an d   m o b ilit y   ar p r o n to   v ar io u s   n et w o r k   a ttack s .   B r o ad ly   attac k s   ca n   b clas s i f ied   as  ex ter n al  a ttac k   e f f ec t ed   b y   i n ter n et  ( e x a m p le  b r u t f o r ce   attac k   an d   m al w ar attac k )   an d   in ter n al   attac k s   d u t o   w ir ele s s   s e n s o r   n et w o r k s   [ 1 7 ,   1 8 ] .   A g ai n ,   in ter n al  at tack s   o n   o v er all  n et w o r k   ca n   b ca te g o r ized   as  attac k s   tar g eti n g   ex h a u s tio n   o f   n et w o r k s ,   atta ck s   tar g eti n g   R P L   n et w o r k   to p o lo g y   a n d   attac k s   ag ain s n et w o r k   tr af f ic.   I n   t h i s   p ap er ,   w w ill  f o cu s   o n   th t w o   r o u ti n g   at tack s   s in k h o le  attac k   a n d   s elec ti v f o r w ar d i n g   attac k   a n d   i n   f u r t h er   s ec t io n   w w i ll  e v al u ate  it  e f f ec t   o n   p o w er   co n s u m p tio n   b y   co m p ar in g   it  w it h   n o r m al  s ce n ar io .     3 . 1 .     Sin k ho le  a t t a ck   I n   s i n k h o le   attac k   m alicio u s   n o d b y   ar t if ic iall y   c h an g i n g   r a n k   s o m e w h at  h i g h er   th a n   b o r d er   r o u ter   d ec eiv es  le g it i m a te  n o d es  to   g et  attac k ed   to w ar d s   its el f   c l ai m i n g   b etter   p ath   an d   lin k   a v ailab ilit y   [ 1 8 ] .   A s   s h o w n   i n   b elo w   Fi g u r 2   le f h an d   s id s h o w s   n o r m al   s ce n a r io   w h er n o d 2   a n d   3   ca n   b e   r ea ch ed   d ir ec tl y   to   s in k   n o d e/b o r d er   r o u ter   b u w h en   n o d 6   ad v er tis its   r an k   l o w er   ar tif icia ll y   t h a n   n o d es  wh ich   ar i n   v ici n it y   w il g et  attr ac ted   to w ar d s   it. All  n o d es  2 ,   3 , 5 , 7 , 9   an d   1 0   w ill   g et  attr ac ted   to w ar d s   m alicio u s   n o d 6   w h ic h   is   sh o w n   in   r i g h h an d   s id o f   Fig u r 2 .   T h is   attac k   is   m o r e   d ev astati n g   a n d   ca u s lar g er   n et w o r k   p r o b lem s   w h e n   it is   co m b i n ed   w it h   o th e r   attac k s   [ 1 9 ] .             Fig u r 2 .   No r m al  to   Si n k h o le  attac k   s ce n ar io       3 . 2 .     Select iv f o r w a rding   a t t a ck   As  n a m s u g g est  t h is   attac k   w il f o r w ar d   co n tr o p ac k ets  o f   R P L   an d   d r o p   d ata   p ac k ets.  Selectiv e   f o r w ar d   attac k   w ill   w o r k   i n   tan d e m   w it h   s i n k h o le  attac k   an d   ca u s e   s e v er co n s eq u e n ce s   to   n et w o r k   b y   attr ac tin g   n o d es a n d   d is r u p ti n g   r o u ti n g   r o u te s   [ 1 8 ] .   A s   s h o w n   i n   Fig u r 2   n o d 6   a f ter   attr a ctin g   n ea r b y   n o d es   eith er   d r o p s   co n tr o p ac k ets  o r   d ata  p ac k ets  an d   w i ll  n o f o r w ar d   to   leg iti m ate  n o d o r   to   b o r d er   r o u ter   [ 1 9 ] .   Ov er all  f lo w c h ar d escr ib in g   i m p le m en ta tio n   s ce n ar io   is   s h o w n   i n   b elo w   Fig u r 3 .   Her w ar g o in g   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 2 0 :    18 49   -   1 8 5 6   1852   co m p ar n o r m al   ca s a n d   b y   b u tto n   cl ick   ev e n m alic io u s   b eh av io r   is   ac ti v ated   an d   f i n a ll y   i n   ter m s   p o w er   co n s u m p tio n   b o th   s ce n ar io s   i s   co m p ar ed   [ 2 0 ] .           Fig u r e   3 .   I m p le m e n tatio n   s ce n ar io   o f   R P L   attac k s       4.   SI M UL AT I O E NV I RO N M E NT   T h e   p er f o r m a n ce   o f   R P L   p r o to co h as  b ee n   ev a lu ated   a n d   a n al y ze d   u n d er   n o r m a l   [ 2 1 - 23 ]   an d   attac k   s ce n ar io   ( Si n k h o le   an d   Selec tiv f o r w ar d in g   attac k s )   w it h   th e   h elp   o f   w id el y   u s ed   I o T   o p e r atin g   s y s te m     C o n ti k [ 2 4 ]   w h ile  s i m u lati o n   s u p p o r is   p r o v id ed   b y   C o o j [ 2 5 ] .   Var io u s   co n f i g u r atio n   p ar a m eter s   co n s id er ed   to   ca r r y   o u t si m u la tio n   is   s h o w n   in   T ab le   1.         T ab le  1 .   C o n f ig u r atio n   p ar a m eter s   P a r a me t e r s   V a l u e s   OS   C o n t i k i   O S 3 . 0   M o t e   T y p e   Z 1   mo t e   N u mb e r   o f   N o d e ( a t t a c k   N o d e s)   5 n o d e s( 1 a t t a c k ) , 1 0 n o d e s( 2 a t t a c k ) , 2 0 n o d e s( 3 a t t a c k )   R a d i o   M e d i u M o d e l   U n i t   D i s k   G r a p h   M e d i u m (U D G M ) :   D i st a n c e   L o ss   N o d e s T r a n smisso n   R a n g e   30 - 5 0 m   N o d e I n t e r f e r e n c e   R a n g e   70 - 1 0 0 m   T x / R x   R a t i o   1 0 0 / 5 0   D I O   M i n     1 2     D I O   D o u b l i n g     R D C   C h a n e l   C h e c k   R a t e     1 6     M A C   L a y e r   I EEE  8 0 2 . 1 5 . 4   D u t y   C y c l e   n u l l R D C   N e t w o r k   p r o t o c o l   C o n t i k i R P L   O b j e c t i v e   F u n c t i o n   M R H O F   S i mu l a t i o n   T i me     S c e n a r i o 1 : 4 5   mi n ,   S c e n a r i o   2 : 3 0   mi n ,   S c e n a r i o   3 : 2 0   m i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         R P L ro u tin g   p r o to co p erfo r ma n ce   u n d er si n kh o le  a n d   s elec tive  fo r w a r d in g   a tta ck … ( B im a l H .   P a tel )   1853   T o   g et  m ea n in g f u l r esu l ts   t h r ee   d if f er e n t sce n ar io s   is   co n s id er ed ,   s u ch   as;   a.   Scena rio   1   As  s h o w n   i n   Fi g u r 4   5   Z 1   m o tes  ar co n s id er ed   o u t   o f   w h ich   1   m o te  w il ac a s   s in k /b o r d er   m o te ,     1   m o te  w il l a ct  as a ttac k in g   m o te  an d   r est 3   w ill b eh a v n o r m all y .     b.   Scena rio   2   Her w h a v co n s id er ed   1 0   m o tes  o u o f   w h ic h   2   m o te s   ar b eh av in g   ab n o r m all y .   Fi g u r 5   ( a )   an d   Fig u r e   5   ( b )   g i v es  u s   id ea   ab o u w h at  ar th o t h er   m o tes  i n   r an g e   o f   t h e s attac k i n g   m o t es  9   an d   1 0   w h ic h   ar g ettin g   a f f ec ted .     c.   Scena rio   3   T o   g et  ac cu r ate  ef f ec o f   p o w er   co n s u m p tio n   o n   v ar io u s   m o tes  d u to   attac k   s ce n ar io   2 0   m o tes  ar e   co n s id er ed   o u o f   w h ic h   3   ar m i s b eh a v i n g .   Fi g u r es   6   ( a) ,   ( b )   an d   ( c)     g i v es   in f o r m a tio n   ab o u m o te s   w h ic h   ar g ettin g   a f f ec ted   i n   ter m s   o f   p o w er   d u to   attac k in g   m o te s   1 8 , 1 9   an d   2 0 .           Fig u r 4 .   Scen ar io   1   ( 5 m o tes  w it h   1   m o te  as  m alic io u s )           ( a)   ( b )     Fig u r e   5 .   Scen ar io   2   ( 1 0   m o tes  w ith   2   m alicio u s   b eh a v io r ) ( a)   m o te  9   r an g e   an d   ( b )   m o te  10  r an g e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 2 0 :    18 49   -   1 8 5 6   1854         ( a)   ( b )   ( c)         Fig u r e   6 .   Scen ar io   3   ( 2 0 m o tes   w it h   3   m alic io u s   b e h av io u r )   ( a)   m o te  1 8   r an g e ,   ( b )   m o te  1 9   r an g e   an d   ( c)   m o te  2 0   r an g e       5.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N   I n   th is   s ec t io n   w in v esti g ate   an d   co m p ar n o r m al  an d   m alicio u s   b eh a v io r   o f   all  th r ee   s ce n ar io s   tak i n g   i n to   ac co u n p o w er   co n s u m p tio n   o f   m o tes  as  q u a lit y   o f   s er v ice  p ar a m eter .   T h f o r m u la  f o r   ca lcu lat in g   p o w er   an d   en er g y   is   d escr ib e d   in   ( 1 )   w h ic h   tak e s   in to   co n s id er atio n   ap p r o x im ate  c u r r en co n s u m p tio n   o f   Z 1   m o tes cir cu its   [ 2 6 ].                               E n e r gy   Us a ge   ( mJ ) ( Z1   mote ) =   ( ( 17 . 4   mA   tr a n s mit + 18 . 8   mA l iste n + 0 . 426   mA C PU + 0 . 02 L PM ) 3V ) 4096 8   Pow e r   C on s umption   ( mW ) = En e r g y   Us ag e   ( mJ ) T i m e ( s )             ( 1 )     Fo r   s ce n ar io   1   as  y o u   ca n   s ee   f r o m   Fi g u r 4   th at  2   an d   3   ar n eig h b o r in g   n o d es  w h ic h   g e af f ec ted   d u to   m o te  5   ac ti n g   a s   attac k   n o d ( s in k h o le  a n d   s elec t iv f o r w ar d i n g ) .   P o w er   co n s u m p t io n   o f   n o d 2   an d   3   is   i n cr ea s ed   co m p ar ed   to   n o r m al  s ce n ar io   i s   s h o w n   i n   F ig u r e   7 .   I n   ter m s   o f   p er ce n t ag n o d e   5   p o w er   co n s u m p tio n   is   d r ain ed   m o r co m p ar to   n o r m al  ca s s i n ce   all  tr af f ic  g et s   attr ac ted .           Fig u r 7 .   No d 5   attac k   s ce n ar io       Fo r   s ce n ar io   2   as  y o u   ca n   s ee   f r o m   Fi g u r 5   ( a)   th at  2   an d   3   ar n eig h b o r in g   n o d es   w h ic h   g et   af f ec ted   d u to   m o te  9   ac tin g   as  attac k   n o d ( s in k h o le  a n d   s elec tiv f o r w ar d i n g ) .   P o w er   c o n s u m p tio n   o f   n o d 2   an d   3   is   in cr ea s ed   co m p ar ed   to   n o r m al  s ce n ar io   is   s h o w n   i n   Fi g u r 8   ( a) .   No d 2   p o w er   is   co n s u m ed   m o r e   s in ce   it  i s   n ea r er   to   s i n k   n o d also .   Fro m   Fi g u r 8   ( b )   it  s h o w s   t h at  p o w er   co n s u m p tio n   o f   n o d 8   an d   7   is   in cr ea s ed   co m p ar ed   to   n o r m al  s ce n ar io   d u to   ef f ec o f   attac k   o n   m o te  1 0 .   I n   ter m s   o f   p er ce n tag m o d 9     an d   1 0   p o w er   co n s u m p tio n   is   m o r co m p ar to   n o r m a l c ase  s in ce   all  tr a f f ic  g et s   attr ac ted .   Fo r   s ce n ar io   3   w e   h a v tr ied   to   co v er   b ig g er   p ict u r b y   co n s id er in g   2 0   m o tes   as  y o u   ca n   s ee   f r o m   Fig u r 6   ( a)   th at  8 , 1 2 , 1 5   an d 1 7   ar e   n eig h b o r in g   n o d es  w h ich   g et  a f f ec ted   d u to   m o te  1 8   ac tin g   as  attac k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         R P L ro u tin g   p r o to co p erfo r ma n ce   u n d er si n kh o le  a n d   s elec tive  fo r w a r d in g   a tta ck … ( B im a l H .   P a tel )   1855   n o d ( s in k h o le  a n d   s elec ti v e   f o r w ar d i n g ) .   P o w er   co n s u m p tio n   o f   n o d 8 ,   1 2 ,   1 5   an d   1 7   is   in cr ea s ed   co m p ar ed   to   n o r m al  s ce n ar io   is   s h o w n   in   Fi g u r 9   ( b ) .   Si m ilar l y ,   p o w er   co n s u m p t io n   e f f ec o f   n eig h b o r in g   n o d es  d u to   at tack   o f   m o te  1 9   an d   2 0   is   s h o w n   i n   Fi g u r e s   9   ( a)   an d   ( c) .   I ca n   b n o ted   t h at  e f f ec o f   p o w er   o n   attac k   m o te s   d u to   s in k h o le  attac k   an d   s elec f o r w ar d in g   w h ic h   is   f ar   f r o m   s i n k   n o d is   alm o s s a m e     ( 1 8   an d   1 9   m o te) .   T h m o te s   w h ic h   ar lo ca ted   b elo w   atta ck   n o d s h o w s   v ar y i n g   r esu lt   s in ce   t h e y   a r n o af f ec ted   m u c h .   A s   w ca n   s ee   f r o m   F ig u r 9   ( c)   m o te  1 6   w h ich   is   i n   v ici n it y   s t ill  i s   n o a f f ec ted   m u c h   d u to   attac k   e f f ec t o n   m o te  1 9 .           ( a)   ( b )     Fig u r 8 .   E f f ec t o f   P o w er   co n s u m p tio n   o n   o th er   m o tes d u to   attac k   m o te s   ( a)   m o te  9   attac k   s ce n ar io   an d   ( b )   m o te  1 0   attac k   s ce n ar io           ( a)   ( b )         ( c)     Fig u r e   9 .   E f f ec t o f   p o w er   co n s u m p tio n   o n   v icin it y   m o tes d u e   to   attac k   m o tes ; ( a)   Mo te  2 0   a ttack   s ce n ar io   ( b )   Mo te  1 8   attac k   s ce n ar io   an d   ( c)   Mo te  1 9   attac k   s ce n ar io       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l Vo l.  18 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 2 0 :    18 49   -   1 8 5 6   1856   6.   CO NCLU SI O AND  F U T U RE   WO RK   T h is   p ap er   c o m p ar es  n o r m al  an d   attac k   s ce n ar io   u s i n g   th r e d if f er en ex p er i m e n t s .   As  we  ca n   s ee   f r o m   s ce n ar io   1 ,   2   an d   3   th at  m o tes  w h ich   ar in   v ici n it y   a n d   h i g h er   r an k   th a n   attac k in g   m o tes  g et  a f f ec ted   m o s in   ter m s   o f   p o w er   co n s u m p tio n   w h ile   m o tes   w h ich   ar h a v i n g   alr ea d y   lo w er   r an k   an d   c h o o s i n g   attac k i n g   m o te s   as   p ar en ar e   n o a f f ec ted   m u c h   i n   b o th   n o r m al   as  w e ll  as   ab n o r m al   s c en ar io .   W ca n   al s o   co n clu d t h at  p o w er   co n s u m p tio n   o f   attac k in g   m o tes  i s   m u c h   m o r th a n   m o te s   w h en   b eh av ed   n o r m a ll y.     I n   f u t u r s a m attac k s   ca n   b co m p ar ed   w i th   o th er   q u alit y   o f   s er v ice   p ar a m eter s   li k P R R   ( P ac k et  R ec ep tio n   R atio )   an d   th r o u g h p u alo n g   w it h   p ac k et  d eli v er y   f r ac tio n .   Sin k h o le  an d   Selectiv f o r w ar d in g   attac k s   ca n   b e   co m b i n ed   w it h   w o r m h o le  at ta ck   w h ich   m a y   s h o w   d ev a s tati n g   ef f ec t o n   n et w o r k   r eso u r ce s .       RE F E R E NC E   [ 1 ]   A t z o r i   L . ,   I e r a   A . ,   M o r a b i t o   G . ,   T h e   i n t e r n e t   o f   t h i n g s :   A   s u r v e y ,”   C o m p u t e r   n e t w o r k s ,   v o l .   54 ,   n o .   15 ,   p p   2787 - 805 ,   2 0 1 0 .   [2 ]   G u b b J . ,   Bu y y a   R . ,   M a ru sic   S .. ,   P a lan isw a m M . ,   In tern e o f   T h in g (Io T ):  A   v isio n ,   a rc h it e c tu ra e le m e n ts,    a n d   f u tu re   d irec ti o n s ,”   Fu t u re   g e n e ra ti o n   c o mp u ter   sy ste ms ,   v o l.   29 ,   n o .   7 ,   p p .   1 6 4 5 - 16 60 2 0 1 3 .   [3 ]   G a rtn e r,   " N e w sro o m [ On l in e ] .   Av a il a b le h tt p s:// w ww . g a rtn e r. c o m /n e w sro o m /i d /2 6 3 6 0 7 3 .   [4 ]   Ku sh a ln a g a N . ,   M o n ten e g ro   G . ,   S c h u m a c h e C. ,   IP v 6   o v e lo w - p o we w irele s p e rso n a a re a   n e t w o rk s   (6 L o W P A Ns ):  o v e rv ie w ,   a ss u m p ti o n s,  p ro b lem   sta te m e n t,   a n d   g o a ls ,   2 0 0 7 .   [ O n li n e ] .   A v a il a b le:   h tt p s:/ /t o o ls.i e tf . o rg /h tm l/ rf c 4 9 1 9   [5 ]   W in ter  T . ,   T h u b e rt  P . ,   Bra n d t   A . ,   Hu i   J W . ,   Ke lse y   R. ,   R F 6 5 5 0 :   R P L I P v 6   R o u ti n g   P r o t o c o f o L o w - P o w e r   a n d   L o ss y   Ne t w o rk s ,   2 0 1 2 .   [ On l in e ].   A v a il a b le:   h tt p s:// t o o ls.  ietf .   o rg /h tm l/ rf c 6 5 5 0 .   [6 ]   G a d d o u O . ,   K o u b â a   A . ,   RP L   in   a   n u tsh e ll A   su rv e y ,”   Co mp u ter   Ne two rk s ,   v o l.   56 ,   n o .   14 ,   p p .   3 1 6 3 - 31 78 2 0 1 2 .   [7 ]   T h u b e rt   P. ,   Ob jec ti v e   f u n c ti o n   z e ro   f o th e   ro u ti n g   p ro t o c o f o lo w - p o w e r   a n d   lo ss y   n e t w o rk s   (RP L ) ,   2 0 1 2 .   [ On li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p s:// t o o ls.i e tf . o rg /h tm l/ r f c 6 5 5 2 .   [8 ]   G n a w a li   O . ,   Lev is  P . ,   RF 6 7 1 9 T h e   M in im u m   Ra n k   w it h   H y s tere sis  Ob jec ti v e   F u n c ti o n ,”   In ter n e En g in e e rin g   T a sk   Fo rc e   ( IET F) ,   2 0 1 2 .   [9 ]   V a ss e u J .,  P . ,   Kim   M . ,   P ister  K . ,   De jea n   N . ,   Ba rth e D . ,   RF 6 5 5 1 R o u ti n g   M e tri c Us e d   f o P a t h   Ca lcu lati o n   i n   L o w - P o w e a n d   L o ss y   Ne t w o rk s ,”   In ter n e En g i n e e rin g   T a sk   Fo rc e   ( IET F) ,   2 0 1 2 .   [1 0 ]   T s v e tk o v   T . ,   Kle in   A . ,   RP L :   I P v 6   ro u ti n g   p ro to c o l   f o lo w   p o w e a n d   l o ss y   n e t w o rk s ,”   Ne two rk ,   2 0 1 1 .   [1 1 ]   Io v a   O . ,   P icc o   P . ,   Isto m in   T . ,   Kira l y   C. ,   RP L T h e   Ro u ti n g   S tan d a rd   f o th e   In tern e o f   T h in g s.. .   Or  Is  It? ,”     IEE Co mm u n ica t io n s M a g a zin e ,   v o l.   54 ,   n o .   12 ,   p p .   16 - 22 2 0 1 6 .   [1 2 ]   L e v is  P . ,   Clau se n   T . ,   Hu J . ,   G n a wa li   O.  J.  Ko ,   T h e   T rick l e   A l g o rit h m .   RF 6 2 0 6 ,   2 0 1 1 .   [ On l in e ].   A v a il a b le:  h tt p s:/ /d a tatra c k e r. ietf . o rg /d o c /rf c 6 2 0 6 /   [1 3 ]   L a m a a z i   H . ,   Be n a m a N . ,   J a ra   A J. ,   S tu d y   o f   th e   I m p a c o f   De sig n e d   Ob jec ti v e   F u n c ti o n   o n   th e   RP L - Ba se d   Ro u ti n g   P ro t o c o l ,   Ad v a n c e s in   U b iq u it o u s Ne two rk i n g p p .   6 7 - 80 ,   2 0 1 7 .   [1 4 ]   T rip a th J . ,   De   Oliv e ira  J C . ,   V a ss e u J P. ,   P r o a c ti v e   v e rsu re a c ti v e   ro u ti n g   in   lo w   p o w e a n d   lo ss y   n e t w o rk s:   P e rf o rm a n c e   a n a l y sis a n d   sc a lab il it y   i m p ro v e m e n ts ,”   Ad   Ho c   Ne tw o rk s ,   v o l.   23 ,   p p .   1 2 1 - 44 2 0 1 4 .   [1 5 ]   T a n g   W . ,   M a   X . ,   Hu a n g   J . ,   W e J. ,   T o w a rd   i m p ro v e d   RP L A   c o n g e stio n   a v o id a n c e   m u lt ip a th   ro u ti n g   p ro t o c o l   w it h   ti m e   f a c to f o w irele ss   se n s o n e tw o rk s ,”   J o u rn a o S e n so rs ,   v o l.   2 0 1 6 ,   p p .   1 1 ,   2 0 1 6 .   [1 6 ]   Ish a q   I . ,   Ca re ls  D . T e k le m a ria m   G K . ,   Ho e b e k e   J .. ,   A b e e le  F V . ,   P o o r ter  E D . ,   M o e rm a n   I . ,   De m e e ste P . ,     IET F   sta n d a rd iza ti o n   in   t h e   f ie ld   o f   th e   in tern e o f   th i n g (Io T ):  a   su rv e y ,”   J o u rn a o S e n so a n d   Actu a to r   Ne two rk s ,   v o l.   2 ,   n o .   2 ,   p p .   2 3 5 - 87 2 0 1 3 .   [1 7 ]   M a y z a u d   A . ,   Ba d o n n e R . ,   Ch ris m e n I. ,   A   Tax o n o m y   o f   A tt a c k in   R P L - b a se d   In tern e o f   T h in g s ,”   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o Ne two rk   S e c u rity ,   v o l.   8 ,   n o .   3 ,   p p .   4 5 9 - 73 2 0 1 6 .   [ 1 8 ]   L e   A . ,   L o o   J . ,   L a s e b a e   A . ,   A i a s h   M . ,   L u o   Y . ,   6 l o w p a n :   a   s t u d y   o n   q o s   s e c u r i t y   t h r e a t s   a n d   c o u n t e r m e a s u r e s   u s i n g   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   s y s t e m   a p p r o a c h ,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m m u n i c a t i o n   S y s t e m s ,   v o l .   25 ,   n o .   9 ,   p p .   1189 - 212 ,   2 0 1 2 .   [1 9 ]   W a ll g r e n   L . ,   Ra z a   S . ,   V o ig T . ,   Ro u ti n g   A tt a c k a n d   Co u n term e a su re in   th e   RP L - b a se d   In te rn e o f   T h in g s ,”   In ter n a t io n a J o u rn a o Distri b u t e d   S e n so r   Ne two rk s ,   v o l.   9 ,   n o .   8 ,   p p .   1 - 1 1 ,   2 0 1 3 .   [2 0 ]   V e rm a   A . ,   Ra n g a   V . ,   A n a l y sis  o f   Ro u ti n g   A tt a c k o n   RP L   b a se d   6 L o W P A Ne t w o rk s ,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   Gr id   a n d   Distri b u te d   Co m p u ti n g ,   v o l.   11 ,   n o .   8 ,   p p .   43 - 56 2 0 1 8 .   [2 1 ]   Zi k ria  Y B . ,   Af z a M K . ,   Ish m a n o v   F . ,   Kim   S W . ,   Yu   H. ,   A   su rv e y   o n   ro u ti n g   p ro t o c o ls  s u p p o rte d   b y   th e   Co n ti k i   In tern e o f   th in g s o p e ra ti n g   sy ste m ,”   Fu tu re   Ge n e ra ti o n   Co mp u ter   S y ste ms ,   v o l.   82 ,   p p .   2 0 0 - 19 2 0 1 8 .   [2 2 ]   M o h a m e d   B . ,   M o h a m e d   F . ,   Qo S   r o u ti n g   R P L   f o lo w   p o w e r   a n d   l o ss y   n e t w o rk s ,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   Distrib u ted   S e n s o r Ne two rk s ,   v o l.   2 0 1 5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 - 1 0 ,   2 0 1 5 .   [2 3 ]   N y g a a rd   F . ,   In tr u sio n   De tec ti o n   S y st e m   i n   Io T ,”   M a ste r' T h e sis,  NT NU .   [2 4 ]   Du n k e ls  A . ,   G ro n v a ll   B . ,   V o ig T . ,   Co n ti k i - a   li g h tw e ig h a n d   f lex ib le  o p e ra ti n g   sy st e m   f o r   ti n y   n e tw o rk e d   se n so rs ,   2 9 th   a n n u a IE EE   i n ter n a ti o n a c o n fer e n c e   o n   lo c a c o m p u ter   n e tw o rk s ,   2 0 0 4 .   [2 5 ]   Os terlin d   F . ,   D u n k e ls  A . ,   Eri k ss o n   J . ,   F in n e   N . ,   Vo ig T . ,   Cro ss - lev e se n so n e tw o rk   si m u latio n   w it h   c o o ja ,”   Pro c e e d in g 2 0 0 6   3 1 st I EE E   Co n fer e n c e   o n   L o c a C o mp u ter   Ne two rk s ,   2 0 0 6 .   [2 6 ]   Zo lertia,  Z1   Da tas h e e t ,   2 0 1 0 .   [ On l in e ] .   A v a il a b le h tt p :/ /z o lertia.so u rc e f o rg e . n e t/ w i k i/ ima g e s/e /e8 /   Z1 _ Re v C_ Da tas h e e t. p d f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.