Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   5 ,  Octo ber   201 9 , pp.  4326 ~ 43 35   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 9 i 5 . pp 4326 - 43 35           4326       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Novel m odel fo r boostin g securit y streng th and en ergy  effici ency  in in ter n et - of - thi ngs using mul ti - s taged g am e        Bhagy as hree   Amb ore,   Sure sh L .   Depa rtment  o f  C om pute r  Scie n ce a nd   Eng in e eri n g ,   Cambridg e  In st it ute of Te chno log y ,   Ind ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   A ug  8 , 2 01 8   Re vised  A pr 15 , 2 01 9   Accepte d  Apr 30 , 201 9       Secur ity   as  wel l  as  ene rg y   eff i ci en c y   is  one  o f  the   m ost  ine v it able  an d   cha l le nging   pro ble m s  when  it  c om es  it   l arg e  sc al e   net work  d ep lo y m ent  li k e   INter net - of - Thi n gs  (IoT ).   Aft er  rev ie wing   exi st i ng  rese ar ch  wo rk  on  IoT ,   it   was  found  that  the r e  are  discr et e   set  of   soluti o n  for  sec ur ity   as  well   as  fo r   ene rg y .   How ever,  th ere   is  littl e  rese arc h   work  t hat   h as  joi n tly   i nvesti gated   both  th e  probl e m s  with  respe c t  to  IoT .   Apar t  fro m   thi s,  th ere  ar e  al so  var ious   form   of  attac ks   that  c ost  en erg y   of  sensors   th at   consti t u te s  c ore   ph y sic al  devi c es  in  IoT.  The ref ore ,   thes e  m anusc ript s  pre sent  a  novel   idea  for   ide nti f y i ng  and   resisti ng  th e  sec urity   bre ac h   wit hin  an  Io T  s y st e m   ensuring  ene rg y   eff ic i ency   too .   Harne ss in g  the   m odel li ng   ca pab il i t y   of  g ame - the o r y ,   the   proposed   sy s te m   off ers  a   joi nt   s olut ion   towar ds  th ese   proble m s.   The   sim ulated  o utc om e  of  the   st ud y   is  found  to   offe r  ba la n ce   p e rform anc e   for  bet t er  en erg y   eff icien c y   an d  robust  threat   m it iga ti on   ca p a bil ity   wh en   compare d  wit h  e xisti ng  appr oac h es.   Ke yw or d s :   Atta cks   Energy   Gam e theo ry   In te r net - of - thi ng s   Secu rity   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Bhagyas hr ee   A m bo re ,   Dep t  of Com pu te r Sci ence a nd   E ng in e eri ng ,   Cam br idg e  Ins ti tute of   Tech bnol og y,     Chik kab asa va na pura,  Krish na raj a pura,  Ben ga lur u,   Karnata ka 560 036, I nd ia .   Em a il : l sn tl @c cu. e du.tw       1.   INTROD U CTION     In te r net - of - T hi ng s  (IoT )  offers a l arg e chain of  c onnecti on a m on g diffe re nt  f or m s o f  physi cal  syst e m   that  finall y  le a ds   to  a  rob us t  cy ber - physi cal   syst e m   [1 ] .  O wing  to  f or m ation   of  net worki ng   am on g  di fferen t   nu m ber   of  heteroge neous   ph ysi cal   dev ic es   over   va rio us  com m un ic at ion   str at egies,   there fore,   de sig ning  a   gen e ric  sec ur it y  so luti on  is  not  feasible  i n  I oT.   At  prese nt,  the  sec ur it y  syst e m   of   IoT  f ocuses  on  sec uri ng   ei ther  ap plica ti on lay er, or  tr a ns po rtat ion  lay er, or   pe rcep ti on lay er [2]. T he re ar e als o dif fer e nt r e view  s tud ie s   carried   ou t  t owar ds   a ddres sing   sec ur it y  pro tocols  i n  Io T   [ 3 - 7],  howe ver,   there   are   va ri ou s   qu est io ns  that  ar e   ye t  le ft  unso l ve d  from   the  ap proac hes  i n  e xi sti ng   sec ur it y  so luti on.   T he  f irst  quest io n  w il l  be  – is   the re   any  good  al te rn at i ve  f or  str ong  encr y pt ion   m echan ism ?   T he  seco nd   quest io n  will   be  w hy  the  existi ng  s ecur it y  so luti ons  a re  s o  at ta ck  s pecifi c.  O wing  t o  th e  novel n at ure of   t he  te ch nolo gy,  a ns we rs  t o  su c h  quest io n  are  ye t   to  be  e xplo red.   If   t his  ans we r s  wer e   eve r  f ound,  t ha n  the n  nex t  quest ion  wi ll   be  w hy  th e  researc he rs  ha ve  no t   e m ph asi zed  on  their s olu ti on  by consi der in g ene rg y  facto r.     The  I oT  de vices  are  usual ly   wireless  a nd   low - pow ere d  hard war e  wh ic h  can not  exec ute  com ple x  secur it y  protoc ols.  He nce,   exi sti ng   at ta c ks   e. g.   de nial  of  ser vice,  Sy bil  at ta ck,  r ou ti ng   at ta ck,  as  well   as  m any   oth e r  un known   at ta cks  to o  co st  the  netw ork  resou rce  as  we ll   as  node  batte ry  just  to  resist   it .  More ov e r,   t here   are  var i ou s  ty pes  of  at ta cks  that  are  on ly   m eant  fo r  ene r gy  dep le ti on  [ 8].  Ju st  li ke  secur it y  prob le m s,   the  pro blem s  associat ed  with  e nergy  al so   e xi sts  at   pr esent .  Re cent  re view  w ork  e. g.   [10]  offers  co ncr et e   inf or m at ion   ab ou t  dif fer e nt  f or m s  of   e ne rgy   eff ic ie ncy  te chn i qu e s.  B ut  unf or tu natel y,  none  of  the  e xi sti ng   stud ie s  on  Io T   hav e  ev e r  as soc ia te d  ene rg y  pro blem s w it h  s ecur it y p roble m s.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Novel  mo del fo r boost ing sec uri ty  streng t h a nd en e rg y  eff ic ie ncy   …  ( Bh ag yas hr ee A m bo r e )   4327   It  is  know n  ve r y  well   that  sen so rs   co ns ti tute  a  m ajo r  pa rt  of   the  physi cal   de vices  in  IoT  wh ic h  w orks   on  the  pr i ncipl e o f  ra dio - ene r gy  m od el  [ 10] .  A cco rd i ng  to  t his p ri nciple, it i s stat ed  that e ver y com m un ic at ion   proces s   is  di re ct ly   li nk ed  up  with  the   al loca te d  ene r gy  f rom   it s  batte ry.  This  e nergy  de m and s  a re  very   of te n  ov e rlo oked   ev en  i n  the   are a  of  sen sory   a pp l ic at ion   as   they   are  fo c us e d  on  sm a ll - scal e  i m plem entat ion   and  not   m uch   on  la rge  scal e  i m plem entat ion .  T he   dem a nd s  of  energy  e ff ic ie ncy  is  not  m uch  on  sm al l  scal e  a s   com par ed  t o  la rg e  scal e  of  de plo ym ent  e.g .  i n  I oT .  T her e fore,  it   is  nec essa ry  to  dev el op  a   com pr ehe ns iv e  an d  li gh twei ght  protoc ol  that  ca n  balance  both  t he  e nergy  nee ds   as  well   as  s ecur it y  dem and s  of   I oT.   At  pr ese nt   gam e - theor y  is  on e  of   t he  widely   acce pt ed  m od el ing   c on ce pts  that  is  capab le   of  f r a m ing   up  a  com plex   pro blem s too . T he pr opose d s yst e m  h arn esse s this  po te ntial  f or m od el ing.   Hen ce ,  t his  pa per  prese nts  a  novel   te ch niq ue   w he re  ga m e  theor y  has   b ee n  us e d  for  m od el i ng     a  si m ple  decisi on   m aking   f ram ewo rk   with  capa bili ty   of   isolat ing   c om pr omi sed  IoT  de vices.  Se ct ion   2  discusse s  ab out  the  existi ng  resea rc h  w ork  fo ll owe d  by   pr oble m   identific at ion   in  Sect ion   3.   Se ct ion   4  discusse s  ab out  pr opose d  m e thodo l og y  f ollow e d  by  el ab orat ed  disc us sio n  of   syst em   de sign   with  respec t  to   assum ption   &   de pe nd e ncies,   al gorithm   co ns tr uction  strat egy,  a nd  al go r it h m   i m ple m e ntati on  in  Sect ion  5.   Com par at ive a naly sis o f  acc om pl ished res ult i s d isc us se d u nd e r Sec ti on 6  and   co nc lu sio n i n  Sect io n 7.   The  pro blem s  associat ed   wit h  Io T   are   m any  and  the re  a re   dif fer e nt  resea rch e rs  a ddressi ng  di ff e ren t   pro blem s  associat ed  with  it .  This  sect io n  bri efs  of  li te ratu r es  towa r ds   sec ur it y  as  well   as  ene rg y  pro bl e m s  in   Io T .  As  m ajor it y  of   the  I oT  dev ic es  a re  usi ng   se nsors ,  th eref or e ,  there  i s  a  deep   relat ion s hi p  betwe e n  the  secur it y  feature s  and   en er gy  eff ic ie ncies.  The  prese nt  sta te   of   li te rat ur es  has  bee n  witnessin g  m ai nly  fun dam ental   d isc us sio n  f ocusi ng   ov e r  the  theo reti cal   aspe ct   of   I oT  (e. g .  Wo lf  a nd   Ser panos  [ 11] ,  Be rti no   et  al. [12 ] , Si ngh et  al.  [13],  Bhatt arai an d Wan g [ 14 ] , B urg  et al .[15 ] ,  Nur se  et al . [1 6],  Szym ansk i [17] et c.).    These  re view  li te ratur es  assist s  to  introduc e  var io us   updates  te chn i ques  pr ese nted  by  diff e re nt   reearc her s   em ph a siz ing  on  di ff ere nt  te ch ni qu e s.A  uni qu e   stud y  has   bee n  pr ese nted   by   X u  et   al   [18]  wh e re   on t ology  has  be en  us e d  f or   m od el in g  net wor k  threats  over  Io T .  The  stu dy   has  al so   form ulate d  va rio us   ru le s   and   reasonin g  m echan ism   to  resist ing   sec ur i ty   threats  in   IoT.  Secu rity   prob le m s  cou ld  al so   be  so l ve d  us in g   so ft war e  def i ne d  net wor k  w her e  i ntege r  li near   pro gr am m ing   was  pro ven   t o  be  be st  appr oach   t o  s olv e  t he   pro blem   (Liu  et   al .  [ 19 ] ,  Vil la ri  et   al .  [ 20] ) .  S uch  sec ur it y  featu res  c ould   be  f ur the r  up gr a de d  by  en h ancin g  conve ntion al   di gital   sign at ur e   (Mu gh al   et   al .   [21]).  Ap a rt  from   dig it al   sign at ur e,  sym m e tric   encr ypti on,  oth e r   has hing  m echan ism ,  and   pu blic  key  encr y ption   a re  al s o  f ound  help fu l  in   resist ing   l ow   e nd   t hr eat s  over   IoT   dev ic es  ( Pereir a  et   al .  [2 2],  Ra za  et   al .  [2 3],  Xiao  an d  Y u  [ 24 ] ) .  It  was  al so   seen  that  us a ge  of   ho m om o rphi c   encr y ption   c ou ld  increase  t he  pr i vacy  featu re   in  Io T  de vices   (S on g  et   al .  [25]).  Ap a rt  fro m   encr ypti on,  it   al so   i m pr oves  pe rfor m ance  of   r e crypti on  too.  Usage  of   gam e  theor y  ha s  b een  repo rted  to  assist   in  m od el in g  so luti on t ow a r ds  lear ning a nd  r esi sti ng th rea t ( Wu  a nd  Wang  [26]).     Anothe r  un i que  stud y  was  presented  by  Z ha ng  et   al .  [ 30]   wh e re  po te ntial   of   public  key  encr y pti on   has  bee n  cl ai m ed  with  le sse r  siz e  of   secret  key.  Existi n g  li te ratur es  ha ve   discuss e d  var i ou s  st ud ie s  t owar ds  secur i ng   physi cal   la ye r  in  IoT  (Hu  et   al .  [27])  by  ad ding  arti fici al   no ise .   Secur it y - base d  co nnect ivit y  betwee n  Io T  and  upcom ing  i ndus try   4.0 is  quit e h ig h.    A  rece nt  stu dy   sh ows  that  Hidden  Ma rko v  Mo del   co ul d  be  us e d  for  const ru ct in g  i nt el li gen ce  to  resist   secu rity   br eac hes  i n  I oT  a pp li cat ions  w orkin g  on   Ind us try   4.0  (Mo us ta fa  et   al .  [28]).  The   m os t   adv a nce d  ver si on  in  c rypto gra ph y  cal le d  as  bl ock c hain  is  re centl y  inv est ig at ed  by  m any  r esearche rs  a nd  wer e  cl aim ed  to  of fe r  po te ntial   resist ance  for  I oT  dev ic es  ( Q u  et   al .  [2 9]) .  The re   are  al so   so m e  recent  w orks  be ing  carried  ou t  to wards  ene rg y  eff ic ie ncy  in  I oT  us i ng   diff e r ent  appr oach es .  It  was  seen  that  op ti m iz ation - base d  appr oach   assist s  in  dev el op i ng  e ne r gy - a ware  m od el ing   f or   IoT  wit h  bette r  qual it y  of  ser vice  pe rfo rm ance  too  (A lsa ryrah   et   al .  [30]).  Wor k  car ried  out  by  aga h  et   al .   [31]  an d  Ha m di  [3 2]  ha ve   al so   em ph asi zed  on   stren gth in g sec ur it y feat ures i n Io T .    Anothe r  optim iz at ion - base d  appr oach  was   in tro duced   in  existi ng  syst em   fo r  a ddressi ng  posit io n - base d  pro blem s  with  powe r  con t ro l  m anage m ent  of   upli nk  tran sm issi on   (Mozaffari  et   al .  [33]).  Discussion   about  e nergy - ba sed  c omm un i cat ion   syst em   us in g  se nsors  has  been   car ried  out  m os t  re centl y  by  Roy   et   a l.  [34].  The  a uthors  hav e  pr e se nted  a  so l utio n  that  is  m ea nt  for  ene rg y - eff ic ie nt  r ou ti ng   op e rati on  to  offe r  increase d  packet   fo r wa rd i ng   perform ance  and   i ncr ea sed  ne twork  li feti m e.  Ha rdware - ba sed  s olu ti on  i s  al so  pr ese nted   m os t  rece ntly   with  an  ai d  of  Re ct enn a .  T he  st ud y  carried   ou t  by   Sh a fiq ue  et   al .  [ 35 ]   ha ve  s how n  that  energy  ha rv est in g  ca n  be   realy   fr uitf ul   wh e n  w orke d  al ong  with  R ect enn a.  A par t   from   this,  res earche r  e.g .  Bi sa di  et   al .  [36],  Ca r uso  et   al .  [ 37 ] ,  Ma ns il la   et   al .   [38],  Zh ai   et   al .  [39],  an d  J u  et   al .  [ 40 ]   ha ve  al s o  e m ph asi zed  on   energy  pr ob le m s  in  Io T .  T he refor e ,  it   can   be  see n  that  t her e  a re  diff e r ent  set   of  li te rau res  towa rd s  s ol ving  sec ur it y  pro blem s  and   en erg y  prob le m s  ver y  discretel y  wh il e  no  co nn ect ivit y  has   bee n  est ablished  ti ll  d at e   bet ween t hem  in  Io T . Riahi an d  Ri ahi  [ 41 ]   hav e  d isc usse d  a bout  ga m e theo ry  for r eso ur ce   distrib ution   i n  a  hu ge  al loc at ed  te chn i qu e s.  Sahn oun  et   al .  [4 2]  pres ented  a  m od el   cal le d  A  Coali ti on - Fo rm at ion   Ga m e  m od el   f or  powe r  e ff ic ie nt  r outi ng  in  MANET .  A huj a  a nd  Be di   [ 43 ]   ha ve  dev e lop e d  a   te chn iq ue  w hi ch  is  se m i  blin d  dig it al   water m aking   te ch niq ue  us in g  f or   vid e o  de velo pin g  MPE G - 2  st and a r d.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   201 9   :   4 3 2 6   -   4 3 3 5   4328   The  st ud y  ou tc om es  of   ab ove   discu ssed   li te ratur es  ha ve  pre sented  so l ution  for  s om e  of   th e  pote ntial   secur it y   threats  an d  e ne rg y  prob le m s  diff e re ntly   and   it   was  f ound   cl aim ing   it s  su ccess fu l  op e r at ion   usi ng  nu m erical  validat io n.   H oweve r,   a par t  from   adv anta ges,   the re  are   certai n  assoc ia te d  lim it at io ns   that  are  bri efly   highli gh te d  i n nex t  sect ion f ol lowed b y  disc us sio n of t he  p rop os ed  so l utio n  to  add ress  s uc h pro blem s.   Fr om   the  pri or  sect io n,   it   ca n  be  see n  that   existi ng  resea rch   te c hin i qu e s   has  disti nctive  f oc us  on   secur it y  pr ob le m s  as  well   as  for  e nergy  pro blem s.  However,  t he  po s sibl e  co nn ect i vity   betwee n  sec ur i ty   and  energy  pro ble m s   is  ver y  few   to  fi nd   fro m   existi ng   li te ratur e .  T he  fac t  that  existi ng   secur it y  prot oc ols  us es  com plex  encr y pt ion   te c hnqi ue   that  re qu ire d  higher  res our ce  de pende ncies  are  no t  ine sti gated  by  e xi sti ng  researc hers.  At   the  sam et i m e,  ene rg y  e ff ic ie ncy  ap proac he s  does nt  ha ve  any  co ns i der at ion   of  the   sec ur it y  featur e s  le adin g  to  a  big  trade - off  betwee n  s ecur it y  an d  e ne rg y  prob le m s  in  I oT.He nce  the  pr ob le m   state m ent   is  " Design i ng   a  non - cry ptogr aphic  so l ution   tha t  br i dg e s  th e  trad e - off  bet we en  securit y  and  en ergy  ef fi ci ency  amo ng the  I oT   nodes  is a co m pu t ationall y c hall eng i ng task " . T he next secti on s  briefs  of  propose d  s olu ti on.   The  c or e   goal   of  pro pose d  sy stem   is  to  resis t  al l  so rts  of  at ta ck  in   I oT   t hat   m akes  the  de vi ces  de plete   it s  ener gy .  T he   pro posed   sy stem   aim s  fo r   intr oducin g  a   novel,   sim ple   an d  ye t  r ob ust   fr am ewo r k  that  is  capab le   of  ide ntifyi ng  a nd  i so la ti ng  the   c om pr om ise d  I oT   de vices   co ns ide rin g  t he   fact  that   the re   is  no  pr e def i ned in form ation  a bout t he  th reat.    The  pro pose d  syst e m   i m ple ments  gam e  theo ry  co nce pt  t hat  al lows  the   Io T   de vice  t o  perf or m   certai n  vu l ner a bili ty   c al culat ion   f r om   it s  neigh bo rin g  no de,   ass um ing   that  it   do e sn ’ t  know   the  intenti on   of   it s   neig hbor  node   as sho wn in F i gure  1 . Usi ng  pro bab il it y conc ept and  de pendin g upo n  the   extracte d i nfo r m at ion   of  vulne ra bili t y  as  well   a s  le gitim ac y ,  the   pro posed   sys tem   m akes  a  decisi on  to   is olate   al l  the  act ive  connecti on f r om   any  com pr om ise d  I oT   de vi ce.  By  doin g  t hi s,  only   t he  nec essary  am ount o f   e ner gy  is   spe nt  to   cat er  up   data  pa cket  f orwa rd i ng  pr ocess.  He nce,   pro pose d  syst e m   is  capa ble  of   resist in g  any  form s  of   t hr eat s   towa rd s   act ive   com m un ic at ion   proce ss  i n  I oT .   T he  ne xt  se c ti on  bri efs   a bout  t he  al gorith m   i m ple m entation  f or  this p ro ce ss .     Figure  2  highli gh ts  the  syst e m   arch it ect ur e  wh ic h  ex hib it s   that  propose d  syst e m   a  ga m e   log ic   base d  on   wh ic h  it   for m ula te s  bo th  uniq ue  an d  disc rete  set   of   act ion s  t o  be  e xec u te d  by  norm al  and   m al ic iou s  node.  The  syst em   per f or m s  analysis  of   vune ra bi li t y  and   le giti m acy   of   the  node  in  com pliance  of   seq ue ntial   rati on al it y  of   m ulti - sta ged   gam e  fo ll owed   by  ide nt ific at ion   of  in tru der  a nd  preve ntio n  strat egy.   The  il lustrati on  of  syst em  d esi gn is car ried  out in  ne xt secti on.       χ χ χ P c P c P c χ χ P c P c C o m p r o m i s e d   I o T   D e v i c e N o r m a l   I o T   D e v i c e L i n k   G e n e r a t e d   b y   N o r m a l   I o T   D e v i c e L i n k   G e n e r a t e d   b y   C o m p r o m i s e d   I o T   D e v i c e S t a g e - 1 S t a g e - 2 S t a g e - 3     Figure  1  C omm un ic at ion  establi sh m ent in pr opos e d  syst e m       G a m e     L o g i c N o r m a l   N o d e M a l i c i o u s   N o d e C o m m o n   D i s t i n c t A c t i o n   f o r m u l a t i o n N e i g h b o r   D e v i c e   M o n i t o r i n g V u l n e r a b i l i t y   A n a l y s i s L e g i t i m a c y   a n a l y s i s S e q u e n t i a l   r a t i o n a l i t y P r e v e n t i o n   T a c t i c I d e n t i f i c a t i o n   o f   I n t r u d e r     Figure  2 Sy ste m   arch it ect ur e    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Novel  mo del fo r boost ing sec uri ty  streng t h a nd en e rg y  eff ic ie ncy   …  ( Bh ag yas hr ee A m bo r e )   4329   2.   SY STE M  I M PLE MENT A TION   The  pro po se d  syst e m   aim s  fo r  co ns tr uct in g  a  novel  decisi on  m aking   m echan ism   us in g  gam e  theor y   that  offe rs  a n  e nh a nce   intel li gen ce  am ong  th e  I oT  nodes   to   capt ur e  t he  la t ent  be ha viour   of  the  m al ic iou s  I oT   nodes .  I n  c ompli ance  of   t he  gam e  theor y  c on ce pt,  t he  sys tem   design   im plem ents  m ulti - sta ge d  gam e  t o  asses s  the  r obus t ness  and  sust ai nailt y  of   t he  pro posed  c oncept  t owar d  i den ti fyi ng  the  i ntr us io n  as  well   as  i nt ruder.   This secti on  di scusses  abo ut  diff e re nt esse ntial  inf orm at ion  conside red to i m ple m ent the  pro po se d  syst e m .     2.1 .     Assu m pt i on   &  depen denci es   The  pr im e  ass um ption   of  the   propose d  syst e m   is  that  it  of fe rs  a  com plete   ind epe ndenc e  from   any  apr i or i  in form at ion   ab out  the   at ta cker .  No   norm al   no de  is  assum ed  to  po sses  any  disti nc t  inform ation   about  the m alici ou s nod e . T he  pri m e  d epe ndency  w il l be that in or der  t o  fin d o ut the presen c e of  att acker  no de i n  it s   transm issi on  pr ox im ity, the  norm al  n od e  will  n eed  to pe rform  n ei gh bor hood m on it or i ng.     2.2 .     Algori th m   co nst ruc tio n str at e gy   The  pr im e  const ru ct io n  strat e gy  of  al gorith m   is  that  it   co ns ide rs  node - A  as  tra ns m itt er  no de  a nd   node - B  as  receiver  node .  As   there  is  no   ap rior i  inf orm ati on   a bout  the  m al ic iou s  node ;  theref ore,  e ach  IoT   nodes   will   be   r equ i red  to  cal c ulate   the  de gr e e  of  sec ur e nes s  an d  vulner ab il ity.  It  does   s o  by  m on it or in g  t w o  esse ntial   inf orm at ion   e.g.  B 1   an d  B 2   i.e.  t ot al   nu m ber   of  pack et s  t ransm it te d  and  total   num ber   of  pa ckets   dro pp e d.  This   is  beca us e   th is  act ion   ca n  be  belo ng i ng  to  both   no rm a l  and  m al iciou s  node .  Hence ,  th e   pro po se d  al gor it h m   design   m akes  a  ver y  cl ear  sta tem ent   of   set   of   act io ns   f or m ulate d  in  m ulti - sta ged  gam es   i.e.  A={ A 1 ,  A 2 ,  A 3 ,  A 4 },whe r e  A 1 ,  A 2 ,  A 3 ,  A 4   will   repres ents  w hen   t he  node  c hoos e  t o  f orward  data,  dro p  data,  raises  an  al arm   abo ut  m al ic iou s  node ,  and   la unc h  an  at ta ck  resp ect i vely .  A  cl os er  look  into  th is  set   of   act ion s  will   show  that  A 3   an d  A 4   are  the  on l y  discrete  act ion   that  represen ts  sp eci fical ly   norm al  Io T  no de  an d   m al ic iou s  IoT   node   res pecti vely .  T he  al gorithm   al so   c on si der  that  e ach  play er  ( or   IoT  nodes )  will   be  execu ti ng t heir  set o f  act io n o ne  a fter a no t he r  a nd not at a s a m e tim e.     2.3 .     Algori th m   im plem ent at i on   The  pr im e  pur po s e o f  t he  pro po s ed   al gorith m   is  to  ide ntify  the p rese nce   of  the   m alici ou s   I oT  node  i n  the  net work  of   sm art  city.  Th e  al gorithm   i mp le m ents  the  log ic   of  gam e  theo ry  in  orde r   to  exec ute  se quentia l   rati on al it y  for  bo t h  no rm al   a nd   m al ic iou s  node .  T his  is  done  i n  order   t o  assess  t he  powe r  of   withst and   t he  adv e rsa ry  in  presence  of  pote ntial   and  un kn own  at ta cke r.  The  al gorithm   ta kes  the   in pu t   of  n   (t otal  nu m ber   of   Io T  nodes )  an d  A   (sim ulati on   area )  that  after  processi ng  le ads  to  ide ntific at ion   of  vuln erab le   I oT  node .  Th e   ste ps   of the  pro po s ed  alg or it hm  are  as f ollo w:     Algori th m  for  ca p tu ri n g vul nerable  Io T  n od e   Inpu t :  n ,  A   Out p ut : i den ti ficat ion   of vul ner a ble IoT  no de   St ar t   1.   i nit   n, A   2.    r a nd( un i ( n )) z   3.     F or   z = 1: m | m   is  m axi m u m  num ber  of z one   4.        Whil e   m on ( data)<th res hold  do   5.           If   vul <c os t( data_tra ns)   th en   6.           Sele ct   A 1   a nd opt  p 1 =1   7.           El se   8.           Sele ct   A 1   a nd opt  p 2 =Δ A 4   9.           End  If   10.     U pd at e  vul param   and  co m pu te  χ   11.      E nd   W h il e   12.  I den it ify  nod e - A   a s c om pr om ise d  I oT n od e   13.   En d   F or   End     The  ste p - wise   discuss i on   of  the  above  al gorithm   i m p leme ntati on   is  as  fo ll ows:  Th e  al go rithm   form ulate s  diff ere nt  num ber   of   tra ns m issio n  z ones  z  wi thin  the  sim ul at ion   area  very   un if or m ly   ( Line - 1)  wh ic h  is  a  dire ct   rep re sentat ion   of   a  cat eg ori zed  transm issio n  a rea  within  a  sm art  c it y.  All  the  norm al   n ode s   are  then  distri bu te d  ra ndom l y  in  co m plete   si m ulati on   area  A  in  su ch  a   way  that  un if or m   nu m ber s  of   I oT   nodes  a re  dep l oyed  in   al l  the  transm issi on   z on e s  z  (Li ne - 2).  It  will   al so   m ean  that  z=(z 1 ,  z 2 ,  …. .z k ),   w h ere  k   represe nts  k =n r   x  n c   (n r =n um ber   of  r ows,  n c = nu m ber   of   c ol um ns ,  an d  ( n r ,  n c ) A.   T he  pro pose d  com pu ta ti on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   201 9   :   4 3 2 6   -   4 3 3 5   4330   towa rd s  e xp l ori ng   an d  co nfi r m ing   the  pr ese nce  of  m a li ci o us   node  is  car r ie d  ou t  f or   al l  the  com m un ic at ing  nodes  within   z  (Line - 3).  Th e  al gorithm   than  e xecu te s  a  m on it or ing   f unct ion  mon ( )  consi der i ng  th e  input  argum ents o f  data   ( Line - 4). B asi cal ly , th e  m on it ori ng fu nction  mon ( )  c ompu te s scala r  pr oduct of tw o  e ntit ie s,  wh e re  the  first   entit e  is  relat ed  to  pro bab il it y  of   c om pr om i sed   I oT  node  i .e.  P c   a nd   seco nd   e ntit y  repre sents  non - vulne rab le   eve nts.  T he  vulne rab il it y  in  the  pr opos e d  s yst e m   is  def ine d  as   the  e ve nt  of  m on it or in g  durin g  wh ic h  t he  m on it or i ng  no de  (source  node )  is  not  a ble  to   confirm   the  le gitim acy   of   th e  ot her  no de  bein g  m on it or ed.   Howev e r,   in  orde r  to  com pu te   vu l ner a bili ty ,  t he  pro pose d  s yst e m   is  req ui red   to  c om pu te   tw o  essenti al   pa ra m et ers  i.e.  B 1   and  B 2 ,  wh il e  do i ng  nei ghbo rho od  m on it or ing  us i ng  prob a bili ty   fu nctio n.  Thes e   par am et ers  are   basical ly   util i zed  f or   com puti ng   posit ive  le gitim acy   P L   as   well   as  ne gative  le giti m ac y  of   t he   m on it or ed  no de .  The  posit iv e  le gitim acy   P L   is  cal culat e d  as  B 1 /B 1 +B 2   wh il e  neg at iv e  le gitim ac y  N L   is   com pu te d  as   ( 1 -   χ) - P L .  Furth er,  us in g  pro ba bili ty ,  the  com pu ta ti on  of  χ  is   carrie d  out  in  the  f or m   of  f unct io n  f (B 1 ,  B 2 ,  c ),  w her e  c   re pr ese nts  a  ne twork  c oe ff i ci ent.  A  cl os er  lo ok  into   the  f or m ulati on   of   PL  (B 1 /(B 1 +B 2 ). ( 1 -   χ) ),   N L ((1 -   χ) - P L =(B 2 /B 1 +B 2 ). ( 1 -   χ )),  a nd   χ   will   show   that  P L   is  ne ve r  en ough  to  a s certai n  the  le giti m ac y  of  the  node   if  B 1 =B 2 .  This  w il l  m ean  that  P L   will   al ways  ha ve  a   sam e  value  in   case  of  B 1 =B 2 .  Ther e f or e,   the   param et er  of   vu l ner a bili ty   χ  assist s  to  off erin g  m or e  dis cl os ure  a bout  the  le giti m ac y - bae d  inf o rm at ion  abou t t he vu l ner a ble no de.     Applyi ng  the  c on ce pt  of   se qu entia l  rati on al it y  in  gam e  theo ry,  a  re gula r  node   will   al way s  at tem pt  to  increase   it s  pa yoff  by   capt uri ng   m or e  i nfo r m at ion   ab out  the  m al ic iou s  node   w hile  the   m al ic iou s  node   will   at tem pt  to  inv oke  le thal  at ta cks  as  m any  as  po ssible.  T he  id ea  is  to  ob se r ve   if  the  pro pos ed  syst em   is  ac tuall y  able  to  capt ure  su ch  dynam ic   inform ation  us in g  gam e  t heory.  T her e f or e ,  to  m ake  the  process  sli gh tl y  pr act ic al ,  the  stud y  co ns i der  thres ho l d  of  vu l ner a bili ty   a nd   c hoos e s  t o  com par e  with  the  m on it or  data   (Line - 4).  T his  is  po ssi ble  bec ause  if  the  us e r  ad op ts  a  s pec ific   app li cat ion  of   I oT ,  they   will   be  awar e  of   th e   sit uation  of   a dversa ries  an d  non - ade versari es.  He nce,  us e r  can  init ia li ze  the  value  of   t hr es hold  dep e nd i ng  upon the  criti cal it y of  their  appli cat ion   bein g r unning  over  I oT.    The  nex t  ste p  of   t he  pro pose d  al gorithm   is  to  f ur the r  c om pu te   the  degree  of  vulne ra bili ty   on   the  basis  of  da ta   tr ansm issi on .  T he   pro pose d  sys tem   m akes  it   pract ic al   by  ass ociat ing  cost   w it h  the  data  t ra ns fe r.  The  pri m e   log ic   i m ple m ent ed  here  is  –   ever y  com m un ic at ion   ta sk   has  co nsum pti on   of   s pecific  set   of   resou rces  (call ed  as   c os t)  f or  bo t h  norm al   as  well   as   m alicio us  node.  T his   will   m ean  that  f or  eve ry  act ion  of   at ta cker , t her e   is a co st a sso ci at ed  with  it .    Ag ai n,   base d  on  the   c on ce pt  of  seq ue ntial   r at ion al it y,  an  a tt acker  will   ne ver  wa nt  that   their  c os t  of   at ta ck  sh ould  increase  a nd   in ste ad  shou l d  loo k  f or  m or e  prof it   to  be  m ade   by  la un chi ng   an  at ta ck.   The r efore ,   the  at ta cker  no de  wil l  no t   la unch   it s  m alici ou s  c odes  in   th e  be ginnin g  w hich  will   res ul t  in  inc rease  of  tr us t  le vel  of  the   at ta cker  am on g  t he  norm al   no de s  an d  he nce  it   will   ex hib it   A 1   an d  A 2   act ions  that  are   ne arl y  sam e  as  that  of   norm al   no de .  H ow e ver,  at ta cker   w il l  no t  cho os e   t o  co ntinu e  e xe rcisi ng   this  act ion   f or  long  as  it   will  be  agai ns t  seq uen ti al   rati onal it y  ru le   in  Ba ye sia n  gam e.  They  will   stop   e xecu ti ng  A 1   an d  A 2   un ti l  they   fi nd   that  they   can  m ake  m or e  prof it   by  la unch ing   a n  at ta ck  in  com par iso n  to  cost  to  be   bear e d  by  th e m   for   la un c hing  that  at ta ck.   So,  the   propose d  syst e m   co m pu te s  antic ipate d  co s t  of   transm issio n  of   data  pac ket  by   us in g  pro ba bili ty   theor y  (Line - 5).  F or   that,  it   first  ob ta in  t he   total   ou tc om e  wh ic h  is  a  su m m at ion   of   total   cost   as  well   as  pro f it   inv olv e d   i n  the  m aking   the  data  transm issi on.  It  the n  c ompu te s  t he  fa vor able  outc om e  wh ic h  is t he diffe renc e of  prof it  fo r m aking  t he  tra ns m issi on  w it h cost i nvolv e d  i n  tra ns m itti ng  t he data  p a cket.     It  shou l d  be   underst ood  t hat  for  norm al   ci rcu m sta n ces,  the  gai n  involve d  in   m aking   data   transm issi on  is antic ipate d  to b e m or e than  co st i nvolv e d  f or d oi ng  the sa m e. Th is pr oce ss  m aps  with b oth  the   norm al   no des  and   m al ic iou s  nodes  as  wel l.  This  is  al so  the  em pirical  form   of   A 1   a ct ion   that  c ould  be   m i m ic ked   by  both  m al i ci ou s  node  as  well   as  norm al   no de  in  I oT.   Howe ve r,   the re  is  a  sl igh t  d i ff e ren ce   in  it .   If   the  vu l ner a bi li t y  pr obabili ty   vul   (=P c )  is  f ound  to  be  le ss   than  the  c os t  involve d  in  the  data  transm issio n  i.e .   cost ( data_tra ns)  than  it   repre sents  the  case  of   norm a l  no de   it sel f  (Line - 5).  In   s uc h  case,  the  node  opts  for   exer ci sin g  A 1   act ion   a nd  set   the  hi gh est   pro bab il it y  p 1   as  1  ( Line - 6)  ot he rw ise   it   sti ll   chooses   A 1   act i on  but  m ark   that  no de   as  vulnera ble  node  with  re - c om pu ta ti on   of   the  pro ba bili ty  p 2 .  T he  va riab le   p 2   is  com pu te d  as   diff e re nce  of  c os t  of  la unchi ng  an  at ta ck  with  cost  of   forwardi ng   data  pa cket  an d  the  e ntire  thin g  is  di vid e d  by  pro fit  that  it   m akes  in  la un c hing  a n  at ta ck  (Li ne - 8).  The  al gorit hm  finall y  update s  B 1   and   B 2 ,  wh il e  it   perform s  upda ti ng   op e rati on   of  P c   a nd  χ   (Line - 9).  Final ly ,  the  no de - A  is  i den ti fie d  as   m alici ou s  no de    (Line - 12) .    On e  of   t he  int eresti ng   points   to  be  ob s er ve d  in  propose d  al gorithm   is  that  the  pro po se d  al gorithm   m akes  the  sou rce  node  c om pu te   the  intenti on   of   the  e ntir e  nei ghbori ng   node.   If   it   fin ds  any  m al ic iou s  node  with  no   i ntenti on  of  la unc hing  a n  at ta ck  tha n  it   al lows   t hat   node  t o  f orwa rd   t he  data  pac ket  an d  al s o  fl ag  that   node  as   m alic iou s  node .  T he refor e ,  the  pro posed   syst em   co m pletely  ex plo it s  the  netw ork  beh a vioura l   inf or m at ion   of  al l  no des,   w hi ch  is  abso l utely   no t  at   al l   a  c om pu ta ti on al ly   intensive  proc ess.  H ow e ver,  if  the  m al ic iou s  node   is  fo und  wit h  co nf irm ed  intenti on  to  la un c h  at ta ck,   it   isolat es  the  t arg et   m alici ou s  node  i m m ediat el y.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Novel  mo del fo r boost ing sec uri ty  streng t h a nd en e rg y  eff ic ie ncy   …  ( Bh ag yas hr ee A m bo r e )   4331   2.4 .     Br idging  t r ade - off  be tween   Ener gy  an d  S ecuri ty   Ther e  a re  m an y  ways  the  pr opose d  al gorit hm   br idg es  th e  trade - off  betwe en  the  ene rg y - eff ic ie ncy  an d  le ver a ging sec ur it y st re ng t h  a s foll ow s:     2.4.1.  N on - cry pt ogr ap hic  o ri gin   The  c om plete  i m ple m entat i on   doesn ’t  use   any  form s  of   e ncr y ption   al gorithm ,  wh ic h  res ults  i n  m axi m u m   saving   of  al locat e d  po wer   t o  pe rfor m   recu r siv e  operati on  of  en cry ption  as   well   as  dec ryption.   The  c om plete  resist ance   po li cy   is  based  on  inc reasin g  value  of  vu l ne rab il it y  facto r  i.e.   χ.  U nlik e  any   conve ntion al   e nc ry ption  m eth od,   w he re  th e  key - value s  will   require d  t o  be  sa ve d  a nd  the n  proce ss ed  (that  consum es  m e m or y as well  a s en er gy to o), the  pr opos e d  syst e m  is co m ple te ly  ind epe nd e nt of an y s uch   stora ge   util iz at ion .     2.4.2.  Greed y  na t ure  of exec ut ion   Existi ng   i ntrus ion   detect io n  a nd   pr e ve ntion   syst e m   wo rk s  on   the  pr i ncipl e  of   ide ntific at ion   f ollo wed  by  isolat ion   of  ad ver sa ry.  H ow e ve r,   di ff e r ent  from   any  existi ng   sec ur i ty   pr act ic es  on  I oT,   the  pro po s ed   syst e m   per m its  m al iciou s  node s  to  assist s  in  data  t ransm issi on   proc ess  un ti l  and   un le ss  the  c om pu te d  intensio n  of   t he   at ta cker   node   is  no t  m al ic i ou s .  T he  ide ol og y  be hind  thi s  is  – a ny  m ali ci ou s  node   wil l  resist  them   getti ng   caught  by  la unc hing  at ta ck  i n  new  en vir on m ent.  Hen ce ,  th ey   assist   in  f orwardin g  data   pa ckets   that  directy   be nef it s  t he  tra nsm issi on   proces s.  A  si gn ific a nt   am ou nt  of  e xt ra  tra ns m i tt ance  ene rg y   is  sa ved  in   this p ro ce ss.      2.4.3.  E xt re m el y  le sser pr oc essing  dem ands   Ap a rt  f ro m   stan da r d  re qu i re m ent  of   data  proces sin g,   the  pro po se d  al go r it h m   do es n’ t  ha ve  any  oth e r   dep e ndencies   in  order   t o  e xe cute  this  al go r it h m .  A  cl os e r   look  int o  the   al gorithm   wil l  sh ow  pr e sen ce  of   diff e re nt  num ber   of  par am et e rs  e. g.   Pc,  χ ,  B 1,   B 2,   et c  ca n  be  e xtracted  from   any  beacon  head e rs  as  t he y  are   form ulate d  directl y  fr o m   the  inform at ion   exch a nged  by  be acons  duri ng   routin g  proces s.  This  tra ns ac ti on al   inf or m at ion   is  al so   sto red  in  any  gate way  node   in  IoT  an d  the refore ,  th ere  is  no   e xtra   effor t  is  re qu i red  t o  retrieve t his in f or m at ion  and  he nce it sa ves  l ot  o f  en e rg y.     2.4. 4.   N on - conven tional pre ve nt io n stra tegy   Ma j ori ty   of   th e  existi ng   sec ur it y  al gorith m s   fo cuses  on   first  identific at ion   an d  the n  pr e ven ti on  exer ci se.   H ow ever,  pre ven ti on  strat e gy  will   be  require d  to   al locat e  extra  resou rces  al on g  wit h  ene r gy  and  it   al so   de pe n ds   how  le thal  is  th e  at ta ck.   I n  short,  pr e ve ntional   appro ac h  re qu i res  m or e  en erg y  as  c om par ed  t o  the  ide ntific at ion  exe rcise.  H ow e ve r,   pro posed  syst em   doesn’ t  ha ve  a ny  su c h  lo gic  im plem entat ion .  On  the   basis  of  com pu ta ti on   of   vu l ner a bili ty   par am et ers,   wh e n   the  m a li ci ou s  node  a nd   it s  ha rm fu l  intenti on   a re   identifie d,  it   si m pl y  isolat es  them   fr om   existi ng   ongoin g  c omm un ic at ion   an d  updates  i ts  entire  m on it or i ng   var ia ble  to   le t  know  it s  neig hbori ng  nodes   a bout  th e  ide ntifie d  at ta cke r  node .  Hen c e,  a   good  pro port io nal  of   energy i s sa ve d becau se  of  t hi s.     2.4.5.  A  c ost - e ff ec tive  sec ure  intell igence  mecha nism   A  cl os er  lo ok  at   the  al go rithm ic   ste ps   sh ows that  propose d  al gorithm   has  hi gh e r  de pe nd e nc ie s  on   th e   thres ho l d.   H oweve r,   if  the  netw ork  bec om es  hig hly  dynam ic  i n  fu tur e  (b y  introd uc ing   dif fe ren t  m ob il e   platfo rm s/no de s),   it   is  no t  fe asi ble  for  us e r   to  change  the   threshol d  accor dingly .  Be cause  in  s uch   ca se  of   al te ring   the  t hresh old   will   be   against  the  c oncept  of   se que ntial   rati on al it y.  This  pro ble m   can  be  so l ve d  if   a  cost  eff ect i ve  intel li gen ce  is  buil t  up   in  s uch   a  way  that  pr e ci sion ,  e nergy,   and   rob us tnes s  is  well   m ai nt ai ned.   Fo ll owin g  ste ps has  b ee n  a do pted f or  t his r e aso n:   -   In   order   to  m ai ntain  pr eci si on  in  ide ntifyi ng  m alici ou s  no de,   the  pro po s ed  al gorithm   us es  a  var ia ble  for  false  posit ive  U  as  a  pe nalty   factor.  T his  wi ll   m ean  that  if  a  norm al   no de   flags  a nother   norm al   no de   m or e   m al ic iou s  than   it   will  be  al l ocated  U  as  a  pe nalty .  The r efore,  a  sli ght  a m end m ent  i s  create d  f or   t his   pur po se   of  cat erin g  up   t he  l og ic   of  se qu e ntial   rati on al it y.  In  this  case ,  the  al gorith m   sh ou ld  com pu t e   ϕ( A 3)>ar gm ax{  ϕ( A 1),  ϕ (A2 )  }  w her e  ϕ  re pr ese nts  antic i pation  f un ct io n.  The  value  of   this  functi o n  w il l   be  e qu i valent  to  scal ar  m ulti plica ti on   between  J 1  a nd  J2 , wh e re  J1  r epr ese nts  Pc( 1 -   χ) .ΔA 3  a nd   J2  represe nts((1 - P c).(1 -   χ)+   χ) .(U+cost (A3 )) .   The  a bove   ex pr essi on  of   ϕ(A3 )>ar gm ax{  ϕ( A 1),  ϕ(A2 )  }   represe nts  a  c onditi on  on  w he n  node - B  sho uld   flag  or  up d at e.  Howe ver,  if  ϕ (A1 )>0,  node - B  s hould  no t   op t  f or  A 1  act ion .  He nce,  dynam ic   threshol ding  is  carrie d  ou t  by  updati ng   t hr es hold  a s  L1/L2,  w he r e   L1 U+c os t( A 3)  an d  L2 prof(A3)+ U.  He nce,   w he n  reducti on  in   U   al so   reduce   th re sh ol d  m aking  it  po s sible  f or   dy nam ic   threshol ding.  Hen ce ,  without  usi ng  any  pote ntial   am ou nt  of   e nergy  al locat ion,  the  al gorithm  o ff e r s intel li gen ce  buil ding  for resi sti ng  m ajo rity   of thr eat s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   201 9   :   4 3 2 6   -   4 3 3 5   4332   2.4.6.  Higher   s ecuri ty enc ap s ulat i on     Un li ke  a ny  ex ist ing   secur it y   al go rithm s  that  fo cuses  on   sp ec ific   form s  of   threats,  th e  pr op os e d   syst e m   of fer ss ecur it y  against   al l  fo rm s  of   adv e rsa ries  tha t  directl y  or   ind irect ly   resu lt s   in  dep le ti on  of   the   energy  f ro m   the  Io T  nodes .  T her e fore,  with out  involvi ng   a ny   extra  ene rg y  consum ption ,  t he  pro pose d  syst e m   off ers  h i gh e r  le vel of sec uri ty  tow a rd s  IoT.       3.   RESU LT   A N ALYSIS    This  sect ion   di scusses  a bout  the   res ults  being   acc om plished   f ro m   the  propose d  im ple m entat ion   in   order  to  as sess  the secu rity  stren gt h  of the pr opos e d  syst em .   The  pro posed l og ic  d isc us se d i n  pr io r  sect io n  has  been  im ple m e nted  with   50 0  I oT  nodes   dis per se d  i n  1000x1 200m 2   si m ulati on   area.   T he  c om plete   analy sis   was  rec orde d  f or   600  sim ulatio n  rou nd s   on  increasin g  sta ge s  of  gam es.  The  a naly sis  ha s  bee n  car rie d  out  co nsi der i ng   t he   perform ance  par am et er  of   le gitim acy   and   vu l ner a bili ty   factor   wit h  res pe ct   to  prob a bili ty   of   com pr om ise d  Io T  dev ic e.  Dis cussion  of   pro cess  of   cal cula ti ng   le giti m ac y  as  well   as  vulnera bili ty   factor   has   been   br ie fe d  in  pr i or   sect io n.  Fo r  a n  eff e ct ive  analy sis,  the  stud y  outc om e  has  been   com par ed  with  work  carried  out  by  Ag a h  et   al .  [ 31]   and   Ham di  et   al .  [3 2].  Agah  et   al .  [31]  has  prese nted  a  def init ive  te c hn i que   wh e re  each  node  ( norm al  and   com pr om ised )  ca n  increase   it s  resp ect ive  capab il it y  based   on  it s  ty pe  (n orm al   node  protect s  and  m alici ou s  node  at ta ck s).  Si m il arly ,  wo r k  of   Ham di  et   al .  [ 32 ]   is  sli ghtl y  enh a nce d  ver si on   of   Ag a h  et   al .  [31]  wh e re  the  syst em   al locat es  prob a bili ty   to  each  node  w orkin g  on  de finiti ve  st rategy.   In   orde r  to   pe r form   co m par at ive  analy sis,  only   the  c or e  a s pect  of  th e  al gorithm   has  being  im ple m ented  ov e r   the  si m il ar  te s t - en vironm ent  wh e re  the  pr opose d  syst em   was  in vestigat ed.   A  cl os er  l ook  int o  the  outc ome  sh ows   that  pro po s ed   syst em   offer s   re duced   threats  t o  Io T   dev ic es   in   incr easi ng  sta ge d  gam es  as  com par e d  t o  existi ng  syst em  as sh ow n  in  Figure 3 . T he  pr im e reaso n  be hind this is existi ng   m echan i sm  cal ls fo r  on e ro un d  of   c hec k  for  a ll   the  node s  in   com m un ic at ion   in   orde r  t o  a scertai n  the   fa ct s  of  le gitim acy   of   t he  node ,  but   pro po se d  syst e m   per f or m s  progressi ve  strat egy  to  m on it or   the  m alici ou s  beh a viou r  of   com pr om ise d  Io T   dev ic e   by  us i ng  em pirical   value   of  vu l ne rab il it y.  The r efore,  i n  a   long  r un  of  m ul ti - sta ged   gam es,   the pr opos e d  s yst e m  w il l al ways reduce t hr e at  level ( reduc t ion  i n  P c )   A  disti nct  perf or m ance  of   lo wer i ng   th reat  le vel  by  propo sed  syst em   ca n  be  see n  in  Figure  4  i n  com par ison   t o  existi ng   syst e m .  W it h  increa sing   sim ulati on   tria ls,  the  vulnera bili ty   sp on ta ne ously   m i nim iz es  and   hen ce  it   can  be  al so   s ai d  that  the  ene r gy  dissipati on   al s o  m inim iz es  too .  As   the  pr op os e d  syste m   consi ders  energy  bein g  dissi pated  owin g  to  energy - base d  at ta cker s,  s o  the  reducti on  in  threat  le vel  is   equ i valent  to  m ini m iz at ion   of   unwa nted  ( or   il le giti m a te)   ene rg y  de pleti on .  T he refore ,  a  go od   b al ance  i s   m ai ntained  f or  energy  dep le t ion   due  to  se cur it y  pro blem s  in  I oT.  A pa rt  from   the  secur it y  stren gth,  th e   pro po se d  syst e m   is  al so   assessed  f or   it s  ene r gy  eff ic ie ncy  t oo.  Fig ur e 5   hi gh li ghts  the  c om par at ive  analy sis  of   the pr opos e d  s yst e m  to  existi ng   syst em  w it h  res pect to  util it y fact or .             Figure  3 .   Com par at ive   analy s is of le giti m ac y     Figure  4 .   Com par at ive   analy s is of vulne ra bili ty       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Novel  mo del fo r boost ing sec uri ty  streng t h a nd en e rg y  eff ic ie ncy   …  ( Bh ag yas hr ee A m bo r e )   4333       (a)   (b)         (c)   (d)     Figure  5  C om par at ive  An al ysi s of  Util it y ,  (a)  Reg ular No de Uti li ty ,   (b )  Ma l ic iou s  N od e  U t il ity ,    (c)  Re gula r Node  Util it y ,   (d )   Ma li ci ou s No de  U ti li ty       The  outc om e  i s  interp reted  w it h  resp ect   to  norm al   no de  a nd  m alici ou s  no de  util it y.  A  cl os er  l ook  at   the  util it y  of   t he   re gu la r   node  (F ig ur e   5(a) ,  (c ))   show s  that  pro posed   syst em   of fer s  al l oca ti on   of  hi gh e r  util it y  for  the  no rm al  nodes  as  c ompare d  to  the  e xitsi ng   a ppr oa ches.  It  act ually   m eans  that  adoptio n  of  Ba ye sia n   equ il ib rium   con cept  by  pr opose d  syst em   of f ers  be tt er  ene r gy  ef fici ency  a s  com par ed  t o  Ag a h  et   al .  [31 ]   who  has  us e d  def i ni ti ve  app r oac h  and   Ham di  et   al .  [32]  who  ha ve  us e d  oppo rtu nisti c  app r oa ch.   Mo re ov e r ,  with  increase  of   ga m e  sta ge  (in  x - axis ),   the  outc om es  loo ks   quit e  pr act ic al   a nd   be nef ic ia l  f ro m   resour ce  s avin g  too .  O n  the  oth er ha nd ,  (F i gure  5(b ) ,  (d))   shows  t hat  irres pe ct ive  of   a ny  a ppr oach,  the  va lue  of  the  util it y  fo r   m al ic iou s  node   is  ke pt  c on st ant  an d  le ss   th an  wh at   has   be en  receive d  by   norm al   no de .  T her e  is   a  r e aso n  beh i nd  this.  Lo ok i ng  at   the  diff e ren ce  bet we en  the  util it y  val ues,   it   can   be   seen  t hat  ther e  is  a  good  va r ia ti on  with  achie ving   higher  util it y  value  for  no r m al   no de,   but  util it y  of   the  m al ic iou s  node   is  no t  al lo w ed  to  be  increase d  f or   bo t h  pr opos e d  as  well   as  ex ist ing   syst em .  Howe ver,  in  orde r  to  ob ta in   this  resu lt ,  a  sing l e   form ulati on   of  util it y  m a trix  has  bee n  car ried  out  for  al l  the  syst e m   ov erlookin g  the  util it y  m at rix  create d  in   existi ng syst em .    Hen ce ,  the  m alici ou s  no de  is  nev e r  al locat ed   increasin g  util it y  and   this  is  best  way  to  dis coura ge  any   act ion  tak en b y  the m al iciou s  node. T he best  par t  of the im ple m entat ion  is  if the m al ic iou s nod e  is assist ing  i n  forw a r ding  the   data  pack et ,  there  is  no   im pact  on   it s  al l ocated  util it y  by  the  syst e m .  Howe ver ,  e ve n  in  com pliance  of   seq uen ti al   rati on al it y,  if  the  m al ic iou s  node   su ccessf ully   la un c hes  an  at ta ck  with  ex pe ct at ion  of  hi gh e r  prof i t  than  it   is  al lo cat ed  with   c onsta nt  util it y  on l y.  This  c oncep t  create s  f urt he r  obfu s cat ion  a m on g  the  m a li ci ou s  node  by  decli ni ng   the  i dea  of   la un c hing  at ta ck  an d  acce pts   to  for ward  the   data  pac ket  in ste ad.  Ther e f or e,  t he  pro po se d  syst e m   po te ntial ly   and   ta ct ic al y  m anag es  the  pe rfor m ance  of   secur it y  stren gt h  an d  energy ef fici en cy .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   201 9   :   4 3 2 6   -   4 3 3 5   4334   4.   CONCL US I O N   A   c om pl i a nc e   of   s e c u r i t y   a s   w e l l   a s   e ne r gy   e f f i c i e nc y   i s   hi gh l y   e s s e nt i al   e s pe c i a l ly   i f   it   i s   a   s e ns or   de vi c e   t ha t   ha s   l im i te d  c om pu t a t i on a l   c a pa bi l it y   w i t h  r e s ou r c e   c on s t r a i nt .   T hi s   m a nu s c r i pt   ha s   p r e s e nt e d  a   no ve l   a pp r oa c h   w he r e   b ot h  de t e c ti on   a s   w e l l   a s   i s ol a ti on   of   i nt r ud e r   n od e   i s   c a r r i e d  ou t   b y   us i ng   ga m e   th e or y .   T he   i nt e r e s t i ng   po i nt   of   i m pl em e nt at i on   i s   t ha t   it   c ou l d  of f e r   s i gn i f i c a nt   s e cu r i t y   w i t ho ut   e ve n  us i n g  a ny   t y pi c a l  e nc r y pt i on - ba s e d  s e c ur i t y   s ch e m e .   T he   po w e r   of   s e q ue n t i al   r a ti on a l i ty   i nt r od uc e d  i n   t hi s   pa pe r   a ll ow   t he   no r m a l   no de   to   i nc r e a s e   i t s  pa y of f   by   c a t ch i ng   h ol d  of   a t t a c ke r   no d e   w hi l e   it   al w a y s   r e s t r i c t s   a ny   for m   of   a t t a c ke r  no de  t o c e r t a i n c e i l i ng o f  pa y o f f .   H e nc e ,  a t  no  p oi nt  of  t i m e  a n a dv e r s a r y  no de  wi l l  be  hi g hl y  s pe nd i n g   t he i r   e nt i r e   r e s ou r c e   t o  i ni t i at e   a n  a t t a c k  bu t   w i l l   ne ve r   be   s uc c e s s f ul   i n  i t s   a tt em pt s .   A s   w i t ho ut   o b t a i ni ng   pa y of f   va l ue ,   t he   a dv e r s a r y   c a nn ot   de c i de   w ha t   a c ti on   i t   s houl d  a c t ua l l y   ta ke .   T he   s im ul a t i on   ou t c om e  of   t he   s t ud y   ha s   pr ov e d  t ha t   pr op os e d  s y s t em   of f e r s   be t t e r   r e s i sta nc e   f r om   a ny   f or m   of   e ne r g y - de pl e t i on   a t ta c ks   a s   w e l l   a s   i t   al s o  of f e r s   go od   e ne r gy   e f f i c i e nc y   in   c om pa r i s on   t o  f r e qu e nt l y   e xe r c i s e d  c on c e pt s .       REFERE NCE S     [1]   Olof  Li b erg ,   Marte n  Sundbe rg,   Er ic  W ang,  Johan  Bergma n,   Joac h im  Sac hs,  Cellular  Int erne t  o f  Things :  Technol ogi es,   St andards ,   and  P e rform ance ,   Ac ad emic  Press ,   2017 .   [2]   Bhadori a   Robin  Singh,  Chaudh ar i  Nare ndr a,  Tom ar   Gee ta m   Singh ,   Singh  Sha il end ra,   Ex p loring  En te rpr ise  Serv ice   Bus  in the   Serv i c e - Or ie nte d   Arch i te c ture  Paradig m ,   IGI Global,   2 017   [3]   A.  Hum a y ed ,   J.  Li n,   F.   Li   and  B .   Luo,  "C y b er - Ph y sic al   S y s te m s  Secur ity — A  Sur ve y , "  in  I EE E   In te rnet  o f  Things   Journal ,   vo l. 4,  no.   6 ,   pp .   1802 - 1831,   De c   2017 .   [4]   S.  Benzart i ,   B.   T riki   and   O.  Korb aa ,   "A   surve y   on   at t ac ks i n  Inte rn et   of Things ba s ed  net works , "  20 17  Inte rnationa l   Confe renc e  on   E ngine ering   &   MI S  ( ICEMI S) ,   Monastir, 2017, pp.  1 - 7.   [5]   D.   M.   Mena ,   I .   Papapa nag iot ou,   B.   Yang,   "Int er net   of  thi ngs:  Su rve y   on  se cur i t y , "  Journal  of  Info rm ati on  Sec urity  Journal:  A   Glob al  P erspec tive ,  v ol .   27 ,   no .   3 ,   201 8 .   [6]   M.  Sain, Y.   J .   K ang,   H .   J.   Lee, "S urve y   on  sec ur i t y   in   Inte rn et of Things:  Sta te of the art   an d  cha l l enge s,"  2017   19t h  Inte rnational   Co nfe renc e  on   Advance d  Comm uni cat ion   Technol o gy  ( ICACT) ,   Bongp y eong ,   2017 ,   pp.   699 - 704.   [7]   R.   Bena bd essalem ,   M.  Ham di  and  T.   H.  Kim ,   "A   Survey   on  S ec uri t y   Mode ls,   Te chni qu es,   an d  Tool s  for  the   Inte rne t  of  Th in gs,"  2014  7 th  In te rnational   Conf ere nce   on  Adv a nce d  Sof tware  E ngine ering  and  Its  Appl i cat ions ,  Haikou,   2014 ,   p p.   44 - 48 .   [8]   V.  Shakhov,   I.   Koo  and  A.  Ro dionov,   "Ene rg y  exha ustion  at t a cks  in  wire le ss   net works , "  2017  Inte rnational     Mult i - Conf ere nc e  on  Engi n ee rin g,   Computer   and   Information  S cienc es  ( SIBI RCO N) ,   Novos ibi rsk,  2017,   pp.   1 - 3.   [9]   F.  Jala li,  S.  Kh odadusta n,   C.   Gra y ,   K.  Hinton  and  F.  Suits,  "G ree ning  IoT  with  Fog:  A  Su rve y , "  2017  IEEE   Inte rnational   Co nfe renc e  on   Edg e  Computing   ( EDGE) ,   Honolulu,   HI,   2017,   pp.   2 5 - 31.   [10]   Baoq ia ng  Kan,   Li   Cai   and  Lei  Zha o,   "A n  ac cu rat e  en erg y   m o del   for  ws n  nod e  and  it s  opti m al   design, "  200 7   Inte rnational   Co nfe renc e  on   Co mm unic ati ons,  C ircui ts and   System s ,   Kokura,   200 7,   pp .   328 - 332 .   [11]   W olf,   Marily n ,   and  Dim it rios  S erp anos.   "S af ety  and  se cur ity   in   c y ber - ph y si ca l   s y stems   and  Int ern et - of - Thi ngs   s y stems , "  Proc e edi ngs of   the IEEE ,   vol .   106 ,   no .   1 ,   pp.   9 - 20 ,   201 8 .   [12]   E.   B ert ino ,   N .   Is la m ,   "Botn et s a n d  Inte rn et of Thi ngs Sec urity , " i n   Computer ,   vol.  50,   no .   2 ,   pp .   76 - 79,   Feb   2017 .   [13]   Singh,  Jat inde r ,   et   al. ,   "Twenty   sec urity   consid e rat ions  for  cl oud - supported  Inte r net   of  Thi ngs , "  IEE E  Inte rn et   of  Things   Journal ,   vol.   3 ,   no .   3 ,   pp.   269 – 284 ,   Jun 2 016.   [14]   S.  Bhat t ara i   and   Y.  W ang,   "En d - to - End  Trust  and  Secur i t y   for   Inte rne t  of  Th i ngs  Applic ation s,"  in  Computer ,    vol.   51 ,   no .   4 ,   pp .   20 - 27 ,   Apr 201 8.   [15]   A.  Burg,   A.   Ch at top adh y a y   and   K.  Y.  La m ,   " W ire le ss   Com muni cation  and  Secur i t y   Iss ues  f or  C y b er – Ph y si ca l   S y stems   and the  Inte rne t - of - Thi n gs,"  in  Proceedi ngs of   th e  I EE E ,   vol.   106 ,   no .   1 ,   p p.   38 - 60 ,   Jan   20 18.   [16]   J.  R.   C.   Nur se ,   S.  Cree se  and  D.  De  Roure ,   "S ec urity   R isk  As sessment  in  Int ern et   of   Thi ngs   S y stems , "  in  I T  Profe ss ional ,   vo l.   19 ,   no .   5 ,   pp .   2 0 - 26,   2017 .   [17]   Sz y m anski   T ed   H. ,   "S ec ur ity   and  privac y   for   a  gre en  Int ern et   of  Thi ngs, "  IT  Profe ss ional ,   vol.   19 ,   no .   5 ,    pp.   34 - 41 ,   2017 .   [18]   Xu Guangqua n,   et   al. ,   "N et work  sec urity   situ at io n  awa ren ess ba s ed  on  sem ant ic   o ntol og y   and  user - def in ed  ru le s fo r   Inte rne t  of   Thi n gs, "  IEEE  A ccess ,   vol. 5,   pp.   210 46 - 21056 ,  2017 .   [19]   Y.  Li u ,   Y.   Kua ng,   Y.  Xi ao  an d  G.  Xu,   "S DN - Based  Dat a  Tr ansfe r  S ec ur ity   for  Inte rn et  of  Thi ngs,"  in   IE E E   Inte rnet   of   Things   Journal ,   vol. 5, no. 1, pp. 257 - 2 68,   Feb   2018.   [20]   Vill ari   Mass imo,  et   al. ,   "S oftwa re  def ine d  m embrane :  polic y - dri ven  edge   and  In te rne t  of   Thi ngs  sec urity , "  IEEE   Cloud  Computin g ,   vol .   4 ,   no .   4 ,   p p.   92 - 99 ,   2017 .   [21]   M.  A.  Mughal,   X.  Luo,   A.  Ullah,  S.  Ulla h  and  Z.   Mahm ood,   "A   Li ghtwei ght  Digit al   Signa tur e  Based  Secur i t y   Scheme  for  Hu m an - Cent ere d   In te rne t  of   Thi ngs, " i n  I EE E   A cc ess ,   vol .   6 ,   pp .   3163 0 - 31643,   2018 .   [22]   Pere ira   Geova n dro  CCF ,   e t  a l. ,   "P erf orm ance  ev al u at ion   of  cr y ptogr aphic  a lg orit hm s  over   Io T  pl at form s  an d  oper ating  s y s te m s, "  Sec uri ty   and   Comm unic ati on  Net works 2017 ,   2017 .   [23]   Raz a   Shah id,  et  al. ,   "S 3K:  sca l abl e  se cur i t y   wi th  s y m m et ric  ke y s — DTLS  ke y   esta bli sh m ent   fo r  the   In te rn et   o f   thi ngs, "  IE EE  Tr ansacti ons on A utomati on  S ci en ce   and   Eng ine er ing ,   vo l.  13 ,   no .   3 ,   pp .   1270 - 128 0 ,  2016 .   [24]   Xiao  Dian y a n  a nd  Yang  Yu,   "C r y pt anal y s is  of  Com pac t - LWE  and  Relat ed  L i g htwei ght  Publ ic   Ke y   Enc r y p ti on, "  Sec urit y  and   Co mm unic ati on  N e tworks  2018 ,   20 18.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Novel  mo del fo r boost ing sec uri ty  streng t h a nd en e rg y  eff ic ie ncy   …  ( Bh ag yas hr ee A m bo r e )   4335   [25]   Song   W ei - Ta o,   B in  Hu  and  Xiu - Feng  Zha o,   "P ri vacy   Prote ct ion  of  IoT  Based  on  Full y   Hom om orphic   Encr y pti on , "  Wirel ess Comm unic ati ons   and  M obil e   Computing   2018 ,   2018 .   [26]   H.  W u  and  W .   W ang,   "A   Gam e  Th eor y   Based   Coll abor ative  S ec uri t y   Det ectio n  Method  for   In te rne t  of  Thi ngs   S y st ems , " i n   IE EE   Tr ansacti ons   on  Information   Forensic s and  S ec urit y ,   vol. 13,  no.   6 ,   pp .   1432 - 1445,   Jun 2018 .   [27]   L.   Hu ,   e t  al . ,   " Coopera t ive   Ja m m ing  for  Phy sical  Lay e r  Secu rity   Enh anc eme nt  in  Internet   of   Thi ngs,"  in  IE E E   Inte rnet   of   Things   Journal ,   vol. 5, no. 1 ,   pp.   219 - 2 28,   Feb   2018   [28]   N.  Mous ta fa,   E.  Adi,   B.   Turnbul l  and  J.  Hu,  "A   New  Thre at   Int el li g ence  Scheme  for  Safe guar di ng  Industr y   4. 0   S y stems , " i n   IE EE   Ac c ess ,   vo l.  6,   pp .   32910 - 32 924,   2018   [29]   Qu   Chao,   et   a l. ,   "Bloc kchain  Bas ed  Cred ibi lit y   V eri fi ca t ion  Meth od  f or  IoT   Entiti es. "  Se curit y   and   Comm unic ati on   Net works 2018 ,   2018 .   [30]   O.  Alsar y r ah,   I .   Mashal  and  T.   Y .   Chung,   "Bi - Objective   Optimi zation  for  Ene rg y   Aw are   Inte rne t  o f  Thi ngs  Service   Com positi on, " in  IEEE Access ,   vol.   6 ,   pp .   26809 - 26819,   2018 .   [31]   A.  Agah,   S.  K.  Das  and  K.  Basu,   "A   game  the or y   base d  appr oa ch  for  sec urity   i n  wire le ss   sensor  net works , "  IE EE  Inte rnational   Co nfe renc e  on   Pe rf orm ance ,   Comp uti ng,   and  Com municat ions 2 00 4 ,   2004 ,   pp .   259 - 263.   [32]   M.  Ham di  and  H.  Abie,   "G a m e - base d  ada p tive  sec uri t y   in  t he  Inte rn et   of  Thi ngs  for  eHe al th , "  2014  IE E E   Inte rnational   Co nfe renc e  on   Co mm unic ati ons ( ICC) ,   S y dne y ,   N SW ,   2014,   pp .   9 20 - 925.   [33]   M.  Moza ffa ri ,   W .   Saad,   M.  Benni s  and  M.  Debba h,   "M o bil e  Unm anne d  Aeri al   Vehic l es  (UA V s)  for    Ene rg y - Eff ic i ent  Inte rne t  of  Th in gs  Comm unic at i ons,"  in  IEEE  Tr ansacti ons  on  W irel ess  Comm unic ati ons ,   vo l.   16 ,   no.   11 ,   pp .   7574 - 7589,   Nov   2017 .   [34]   S.  S.  Ro y ,   D.   Puthal,  S.  Sharm a,   S.  P .   Mohant y   and  A.  Y.   Zo m a y a ,   "Build ing   a  Sus ta in abl e   I nte rne t  of  Th ing s:  Ene rg y - Eff ic i ent  Routi ng  Us ing   L ow - Pow er  Sensors   W il l  Me et   th e  Ne ed, "  i n  IEE E   Consum er  El e ct ronics   Magazine ,   vo l. 7 ,   no .   2 ,   pp .   42 - 4 9,   Mar   2018.   [35]   K.  Shafique ,   e t  al. ,   "Ene rg y   H a rve sting  Us ing  a   Low - Cost  Rect enna   for  In te rn e t  of  Th ings  (IoT )  Applic a ti ons,"    in  IE EE A c ce ss ,   vol.   6 ,   pp .   3093 2 - 30941,   2018 .   [36]   M.  Bisadi,  A.   Akram i,   S.  Teim ourz ade h ,   F.   Am ini far ,   M.  Karg ah i  and   M.  Shahid ehpour ,   "Io T - En abl ed   Hum ans  in   the   Loop   for  En erg y   Mana g ement  S y st ems :  Prom oti ng  Buil ding   Occ upan ts'   Par t ic ip at ion  in  Opt imizi ng  En er g y   Consum pti on, " in  IEEE Electri f i cat ion   Magazine ,   vol .   6 ,   no .   2 ,   pp .   64 - 72 ,   Jun   201 8.   [37]   A.  Caruso,   S.  Chessa,   S.  Esc ola r,   X .   del  To ro  and  J.  C.   L ópez ,   "A   D y na m ic   Program m i ng  Algorit hm   for     High - Le ve l  Ta s k  Schedul ing  in   Ene rg y   Harve s ti ng  IoT , "  in  I EE E  In te rnet  o f   Things   Journal ,   vol .   5,   no .   3,     pp.   2234 - 2248 ,   J une  2018.   [38]   D.  Casado - Mans il la ,   et   a l. ,   "A   Hum an - Cent ric  &   Conte xt - Aw ar e  IoT  Fram ework  for  Enha n ci ng  E ner g y   Eff ic i ency   in  Buil d ings o f  P ubli c   Us e, " i n   IE EE   Ac c ess ,   vo l.  6,   pp .   31444 - 31 456,   2018 .   [39]   D.  Zha i ,   R.   Zh ang,   L .   Ca i,   B .   Li   and  Y .   J ia n g,   "Ene rg y - Eff i ci en t  Us er  Sche duli ng  and  Pow er  Allocati on   fo r   NOMA - Based  W ire le ss   Networks  W it h  Mass iv e  IoT  Devi ce s,"  in  IEEE  Inte rne t   of  Things   Journal ,   vo l .   5,   no .   3,   pp.   1857 - 1868 ,   J un   2018.   [40]   Q.  Ju,  H.  Li   an d  Y.  Zha ng,   "Powe r  Mana gement  for  Kinet ic   E n erg y   Harv esti n g  IoT, "  in  IEE E   Sensors  Journa l ,    vol.   18 ,   no .   10 ,   p p.   4336 - 4345 ,   M a y   2018.   [41]   Sara   Ria h i,   A zzeddi ne  R ia hi ,   " Gam e  the or y   fo r  resourc e   shari ng  in  l arg e  d ist ribut ed  s y stems , "  Inte rnational   Journal  of   Elec t rical   and   Computer  Eng ine ering   ( IJE CE) ,   vol.  9,   no.   2 ,   pp .  1249 - 1257 ,   2019 .   [42]   Sahnoun,   Abde lka bir ,   Ahm ed  Habba ni,   and   Jam al   El   Ab badi ,   "A   Coali ti on - Form at ion  Gam e  Model  for     Ene rg y - Eff ic i ent  R outi ng  in  M obil e   Ad - hoc  Network, "  Int ernati onal  Journal  of   Elec tri cal  and  Compute r   Engi ne ering  ( IJ ECE ) ,  vo l .   8 ,   no .   1 ,   pp.   26 - 33,   20 18 .   [43]   Ahuja   Rake sh   a nd  S.  S.  Bedi,   "Robus t  Video  W at ermarki ng  Scheme  Based  on   Intra - Coding  Pr oce ss   in  MP EG - 2  St y l e, "  In te rnat i onal  Journal   of   El e ct rica l  &   Co mputer  Engi n ee r ing  ( IJE CE) ,   vol .   7 ,   no .   6 ,   pp .   20 88 - 8708,   2017 .       BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS       Bh agy ash re e  A mbore   comple t ed  her   B. E   in  Com pute r  Scie n ce   and  Eng ine e ring  in  2006   a nd  M.T ec h  in  Com pute r  Scie nc e   and  Engi ne ering  in  2012  and  awa rde d  as  “ y oung  Inve stiga t or” .   Curre ntly   she  i s  pursuing  her   PhD  in  comp ute r  scie n ce   an d  Engi nee ring  from   Visvesvar a y a  Te chno logi c al   Univer sit y .   She   is  working  as  As sistant   Profess or  in  th e  Depa r t m ent   of  Com pute r  Scie nc e  and  En gine er ing  at  Ca m bridge   Instit ut e  of  T ec hnolog y ,   Bangaluru.   S he  has  m ore   than  7  y e ars  of   expe r ience   in te a chi ng .           Su re sh   L   Obtai ned  his  B. E  de gre e  in   Com pute r  Scie n ce  and  Engi ne eri ng  fro m   GIT  Bel agu m ,   Karna ta k a  Univ ersity   in  1990  and  M.E   in  C om pute r  Scie nc e  and  Engi n ee r ing  in  St.  Peter’s   Univer sit y ,   Che nnai .   He  r ecei ve d  Ph.D   degr ee   i n  Com pute r  Sci e nce   and  Engi ne e ring  in   2010.   R i ght   from   1990  he  i s  working  in  th e  Depa rtment  o f  Com pute r  Scie nce   &  Engi n eering  under   var io u s   designa ti ons .   Pr ese ntly   h e  is  working  as  Princ ipal   and  Profess or  in   Depa rtment   of  Com pute r  Scie n ce   and  Eng i nee r ing   at  Cambridge   I nstit ute  of  Tech nolog y ,   B enga lu ru.   He   has  m ore   tha n   28  y e ars  of   expe ri ence.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.