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. 8 ,  N o. 6 ,  D ece m ber   201 8 , pp.  4412 ~ 44 22   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 8 i 6 . pp 4412 - 44 22     4412       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Ellip tic Curve  Crypt ogra ph y Ba s ed Dat a Transmi ssion again st  Blackhol e Attack  in MAN ET        Jeen at Sult ana 1 , T as nu va  A hmed 2   1 Depa rtment of  Com pute r  Scie n ce   and Engi ne ering,  Chi tt agong   Univer sit y   of   En gine er ing  and   T e chnol og y ,   Banglade sh   2 Depa rtment of  Com pute r  Scie n ce   and Engi ne ering,  Southern   Un ive rsit y   Banglad esh ,   Bang la d esh       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Oct  12 , 201 7   Re vised  Ju l  4 ,   201 8   Accepte d  J ul  18 , 2 01 8       Mobile   nod es  r oaming  aro und  in  the  hosti le   en vironment  of  m obil e  adhoc  net work  (MA N ET )  play   the   rol e  of  route r  as  well   as  term ina l.   W hil e  ac t in g   as  a  rou te r ,   a   no de  ne eds  to  cho ose  a  r el i abl e   ro uti ng  proto col.  Beside s,  an  enc r y pt ion  al gor it hm   is  nee ded  to  sec ure   d ata  t o  be  convey e d  t hrough  th e   unfrie ndl y   at m o sphere   whil e  acting  as  a  te rm i nal .   W e  hav e  i m ple m ent ed  El li p ti c   Curve   C r y ptogr aph y   ( EC C)  al ong   with  A dhoc  On  Dem an d  Multi pa th  Distanc e  Ve ct or   (AO MD V)  rou ti ng  proto col   to   sec ure   d at a   tr ansm ission  aga inst   bl ac khol e  at t ac k  in  a  M AN ET .   ECC,   a  publi c  ke y   cr y p t ogra ph y   tha t   works   on  discre te   loga ri thm  proble m   with  a  m uch  sm al le r  ke y   si ze,  has  bee n   used  to  enc r y pt  dat a  p ac ke ts  at   source   node  bef ore   tra nsm ission.  W e  hav e   used  AO M DV ,   a  rel i abl e  rou ti n g  protoc ol  co m par ed  to  it s  par en t  protoc ol ,   Adhoc  On  Dem and  Distance  V ec tor  (AO DV ),   with  a  m ult ip ath  ext ension ,   for  routi ng.   Th e  enc r y pt ed  pac k e ts  tra nsferri ng  b et wee n  nod es  via   AO MD V,   has  bee n  prove d   sec ure d  against   bla ckhole  at t ack.  The   per form a nce   of  the  sec ure d  pro to col  has  bee n  ana l y z ed  in  t erms   of  diffe ren t  p erf orm a nce   m et ri cs   and  in   t erms   of  v ar y ing  num ber   o f  blackhole attac ker   nodes .   Ke yw or d:   AO M DV   Crypto gr a phy   NS - 2.5   Secu rity   Copyright   ©   201 8   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights  reserv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Jeenat S ultana ,    Dep a rtm ent o f C om pu te r  Scie nce a nd E ng i ne erin g,   Southe rn Univ ersit y B ang la de sh ,   22 S hah ee d  Mi rza La ne (E) , M ehed i bag Ro ad,  C hitt agon g 400 0,  Ba ngla de sh .   Em a i l:  swar na 040405 6@ ya hoo.com       1.   INTROD U CTION   A  Mo bile  A d - hoc  netw ork   (MA NET )  c on sist s  of  a  nu m ber   of  no des  c omm un ic at ing   in   an   infr a struct ur el e ss  m ann er  us i ng   t he  ra dio   frequ e ncy  c hann el .  Be sides  pla yi ng   the  ro le   of   a  te rm inal,  every   node  nee ds   to   act   as  ro uter .  The  prot ocol s  us ed  f or   da ta   transm iss i on   in  MA NE T  assum e  a  t ru st e d  env i ronm ent  a nd   t hu s  sec ur it y  issues  are  no t  in  bu il t.  The  env i ronm ent  c an  be  c onsider ed  ad versary  a s  data   transm itted  by   a  source  node   can  be  colle ct ed  by  a  c om prom ise d  node  within  it s  di re ct   transm issi on   range.  Secu rity   m igh t   be  ac hieve d  by   avo i ding  the   at ta cker   nodes  thr ough  intr us i on  detect io n  te chn i qu e s.  T he  oth e r   way  is  to   sec ure  the  data  to   be   transm it te d  over   a  ho sti le   e nv i ronm ent  so   that  the  data  is   ke pt  protect ed   eve n  after  at ta ck.   F ollow i ng   t he  s econd  te c hn i que,  we  ha ve  use d  Ell ipti c  Cu rv e  C rypto gr a ph y  (ECC)  al ong  with   Adh oc  on   De m and   M ulti path  Dista nce  Ve ct or   (AOMD V )  pr oto c ol  an d  hav e   s how n  th e  i m pact  on  bl ackhol e   at ta ck.     Mob il e  node s  travell in g  in  m ob il e  ad hoc  ne tworks  a re  vul ner a ble  to  at ta cks.   T hus,  sec ur it y  bec om es  a   ver y  sensiti ve   issue  in  MANET.   T o  ens ure  secur e  tra nsm issi on ,  va rio us   enc ryptio n  al gorithm s  hav e  al read y   been   us e d  with  va rio us   prot oco ls .  Sti ll   th e  fr agile   nat ure  of   the  pr otoc ols  does  not  le t  the m   keep   dat a   transm issi on   s ecur e   f or  a  lo ng  pe rio d  of  t i m e.  In   t his  w ork,   we  ha ve  sh ow n  th e  im pact  of  ECC   bas e d  AO M DV  on  bl ackhole  at ta ck   an d  a naly zed  it s  perform ance  us in g  va rio us  pe rfor m ance  m et rics  in  res pe ct   of   tim e  and   a gain st  var yi ng  nu m ber   of   blac khole  at ta c ker   node s.  In  the   pr evio us   w ork  [ 1],  we  on ly   d e al t  with   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J   Ele c   &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     Ell ipti c Curve  Crypto graphy  Base d Da t a  T r an s missio n a gainst  …   ( Jee nat Su lt an a )   4413   the  perf or m ance  against  ti m e.  Sonal  S hr iv ast ava  et   al   [2 ]   propose d  a  sc hem e  of   In tr usi on   Detect ion   Syst e m   (IDS)   t hat  us es   a  hop  co unt  m echan ism   to  detect   the  at ta cker .  T he  pro pose d  I DS   sc hem e  keeps  rec ord  of  the   routin g  in form at ion ,  t he  inter m edi at e  node  that  receive s  th e  data,  the  ne xt   hop  of   t hat  node .  It  gathe rs   the   at ta cker   inf orm at ion ,  for wards  to  the  ne tw ork  an d  de fe nds  f ur t her   par t ic ipati on .  Vandan a  Aror a  et   al   [3 ]   pr ese nted   a  tr ust ed  a nd  aut he ntica te   en viron m ent  that  is  cr eat ed  by   RSA   base d  sig natu r e  an d  im ple m e nted   with  AOD V  protoc ol.  T hey  ha ve  us e d  RS A  encr y ption  al gorithm   that  us e s  a  la r ger  siz ed   key  a nd  the   r outi ng   protoc ol,  A ODV  p r ovides  no   m ul ti path  facil it y.  Pr iy ank a  Ba ns al   et   al   [4 ]   stud y  the  ef fec t  of   black hole   at ta ck  and  nei ghbor   a tt ack  on  AO M DV  prot oc ol.  An y  s olu ti on  to  the   at ta cks  ha s  not  been  pr opos e d.  M  Ja na rdha na  Ra j u  et   al   [5 ]   pro po se d  a  sy stem   based   on  Ell ipti c  cur ve   ElGam al   Encr ypti on  te ch niq ue  an d  us ed   it   with  AOD V.   In   our   pro po se d  syst e m ,  we  em ph asi zed  on  t he  e ncr y ption   a l gorithm   that  is  m or e  secur e  a nd   t he   protoc ol, A O MDV wit h  le ss  over hea d.   The  re st  of   t he   pap e r  is  or ga nized  as  fo ll ow s;  Sect i on   2  disc us ses  t he   pro per ti es  of  A OMD V  protoc ol,  blac khole  at ta ck ,  t he  detai l  of  El li ptic  Curve  C rypto gr a phy  ( ECC ),   the   rea so ns  beh i nd  c hoos i ng   AO M DV   a s  r ou ti ng  protoc ol   and   ECC   as   encr y ption   te chn i qu e ,  the  l at er  of   t his  s ect ion   is  ab ou t  the  m et ho dolo gy  and   c on tri buti on,  sect io n  3  shows  the  sim ulati on   scena rio  a nd   re su lt s  an d  perform ance  analy sis   of AOMD V be fore a nd after  s ecur it y i m p lemen te d. I n  sect i on  4,   we  c oncl ude  our w ork wit h  f uture sc ope .       2.   RESEA R CH MET HO D   2.1.      Pr op er ties of  AOMD V   The  key  of   the   AO M DV   prot oco l  li es  in  en su ri ng   t hat  m u lt iple  paths  dis cov e re d  are  lo op - f ree  a nd   disjoint.  The  r ou te   disco ve ry  is  m ai ntained   by  a  fl ood - ba sed  m echan is m .  AO MDV  r ou te   update  rul es  are  i m ple m ented  t o  eve ry  node  i n  orde r  to  m ain ta in  lo op - f ree do m   and   dis jo intness.  AO M DV   us es  the  r ou ti ng   inf or m at ion   al read y  avail able   in  the  basic  A ODV  prot oco l   [6 ] ,  there by  r edu ci ng   the  overh ea d  cause d  wh il e  disco ver i ng m ulti ple p at hs   [7] . Th e  pro per ti es that are  m ain ta ined  b y  A O MDV p ro t oco l  are  as  foll ows:   a.   Lo op Fr ee dom   Lo op   fr ee dom   in  A OMD V  is   m ai ntained  by   the  pa ram et er   ‘Ad ver ti sed _h op c ount ’.   T he  adv e rtise d  hopc ount  repre sents  th e  m axim u m   ho pc ount   of  the   m ul ti pl e  pat hs   for  t he   destinat io n  av ai la ble  at   the  s ource   node.  T he  a dverti sed  hopc ount  rem ai ns   co nst ant  f or  the  s a m e  sequ e nce  nu m ber .   The   prot oco l  only   acce pt s   al te rn at e r oute s w it h  l ow e r h opco unts, t hu s  guara ntees lo op  fr ee do m .   b.   Disjoint  Path   On e  of t he  f ollow i ng tw o  ty pe s of  disjoint  pa ths is m ai ntain ed  b y  A OMD V protoc ol:   1.   Node - dis j oi nt  path: T he path   that d oes n ot have a ny no de  i n  c omm on .   2.   Link - dis joint  pa th:  Lin k - disjo int  path s  do   not  ha ve  a ny  c om m on   li nk s .  T hough,  li nk - di sjoint  paths  m ay  hav e  node s  in  c omm on .  Link  disjoint ness  is   m ai ntained  by   AO M DV  as  node - disjointn es s  is  m uch   stric t er   than  li nk - dis jointness  and  pres ents lesser  nu m ber  o f dis j oi nt  r oute s. Th us ,   is l ess ef fecti ve .   c.   Mult iple Pat h M ai ntenan ce   AO M DV   proc esses  eve ry  RR EQ  pac ket  to   m ai ntain  m ul t iple  paths .  Whi le   it s  par ent  node ,  A O D V   processes   the  f irst  RR EQ  se nt   from   a  so ur c e  node  t o  c rea te   a  com m un ic at ing   path  bet ween  tw o  no de s  an d   discar d  the  o t he r on es .   d.   Fr es h  r oute  m a intenanc e   AO M DV   c hoose s  routin g  pat h  by  co ns ide ri ng   the  m axi m um   sequ ence  nu m ber   and   th us  m ai ntains  fr es h  route.   I n  case  of  sam e   seq ue nce  nu m ber ,  it   co ns iders   m ini m u m   hop  c ount.  T he  ty pes   of  se qu e nce  nu m ber  m ai ntained by  AO M DV are:   1.   Sour ce  Se qu e nc e Num ber : Ev ery n ode m ai nt ai ns  a m onoton ic al ly  incr easi ng se quence  nu m ber .   2.   Desti natio n   Se qu e nce  Nu m be r:  Eve ry  node   m ai ntains  th e  highest  kn own  seq ue nce  nu m ber   f or  ea ch  destinat io n  in  the  routin g  ta bl e.     2.2.   Bl ackhole  A t t ack   Bl ackhole  Atta ck  is  a  kind  of  at ta ck  w her e   t he  at ta cke r  no de  se nds  a   fals e  RR EP  as   a n  answer  t o  t he  RR EQ  a nd  sho ws  it sel f  as   a  r ou ti ng  node   wi th  the  fr e sh est   route  by  ge nerat ing   a  la rg e r  s equ e nce  num ber .  In  this  at ta ck  [8 ]   [9 ] ,  the  a dvers ary  node  at tra ct s  pack et s  bu t   do es  not  tran sm it   any  pack et   to  the  destinat io n,   rather  dr op s   t hem   al l.  Du e  to  this  at ta ck   the  pac kets  se nd s   by  the  no des  do  no t  re ach  th ei r  pro pose d   destinat io n.   A OMD V  ge neral ly   cho os es  an  al te rn at e  path  when  a  pat h  is  blo cke d  by  an  at ta cker  node .     The  pro blem   m ai nly  occu rs  wh e n  eve ry  oth er  pat h  is  bloc ked   by  a  nu m ber   of  at ta cker   nodes  an d  the  at ta cker  node  act ing   as   a  ro uter  cam ou fla ges  it sel f  as  a  valid  on e .  The  Fig ur e  1  sh ows  a  MA N ET  wh e re  the  pack et   transm itted  by  the  sou rce,  S  de sti ned   for  D  i s  achie ved   by  M,  a  blac khole   at ta cker   node  play ing   t he  r ol e  of  a   router  with  gre at er s eq ue nce  nu m ber .  A, B a nd C  are  the i nt erm ediat e n odes.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N : 2088 - 87 08   In t J  Elec   &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   4412   -   4422   4414       Figure  1. Bl ackhole at ta ck R REQ: R oute  r e qu e st, RR EP:  Rou te   rep ly , se q_no: se qu e nc e num ber       2.3.  El li pt ic   C urve Cr yptog raphy   Ell ipti c  Curv e  Crypto gr a phy  (ECC)  is  us ed  to  descr i be  a  gr ou p  of   cry ptogra phic   too ls  and   protoc ols   wh e re  the  sec ur it y  is  base d  on   t he  discre te   log arit hm   pro blem .  ECC   is  based  on  s et s  of   num ber s  an d  equ at io ns t hat  are ass ociat ed wit h  el li ptic cu rv es  [1 0].  E CC  works i n  the  foll ow i ng phase s:   a.   Key Ge ne rati on   1.   Global  P ub li c  Elem ents   a)   E p (a, b)  ell ipti c  curve  with  para m et ers  a, b &   p  in  the e quat ion : Y 2   m od   p=(X 3 +aX+ b) m od   p                      b)   G  is t he base  point  on ell ipti c curve   2.   User A  K ey   G ener at io n   a)   Sele ct  p ri vate  key  n A                   ; n A < n   b)   Ca lc ulate  p ubli c k ey , P = n A × G               3.   User B Key  G e ner at io n   a)   Sele ct  p ri vate  key,  n B                ; n B < n   b)   Ca lc ulate  p ubli c k ey , M = n B × G         4.   Gen e rati on  of   Secret  Key b y  us er  A,   P 1 = k = n A × M                                  5.   Gen e rati on  of   Secret  Key   by  us er  B, P 2 = k = n B × P                                     The  t wo cal cul at ion s  pro du ce   the sam e resu lt  b eca us e  n A × M = n A × (n B × G) = n B × (n A × G) = n B × P.                   b.   ECC  En c ryptio n   1.   Con si der a m e ssage ‘Pm ’  sen t from  A  to  B.   2.   User ‘ A’ ch oos es a r a ndom  p osi ti ve  intege r  ‘ k’, a  pr i vate ke y ‘n A ’  and  ge ne rates the  publi c k ey ,    3.   P A = n A × G .                                             4.   Chooses  G, the  b ase  point sele ct ed  on t he  Ell ipti c Curve  E p  ( a, b).   5.   Pr od uces t he  ci ph e rtext,  consi sti ng   of p ai r of p oin ts,  Cm ={ kG, P m + kP B } = (C 1 , C 2 ) w here,    6.   P B = n B × G.                                  7.   The p ub li c  key of B  with  pr i va te  k ey  ‘n B ’.   c.   ECC  D ecry ption   1.   To decry pt the   ci ph e rtext,  Cm , B m ulti plies th e  first  po i nt in  the  pair, C 1   by  B’s  sec ret  key.   2.   Subtract s the  re su lt  fro m  the  seco nd point,   C 2,  P m  + k P B   -   n B   ( kG) = Pm  + k   (n B   G)  –   n B   ( kG) = Pm .      2.4. Wh y AO MDV ?   AO M DV,  A dh oc  on   Dem and   Mult ipath  Dis ta nce  Vecto r  P ro t oco l  [ 7],  is  the  m ulti path  extensi on   of   the  re now ne d  AOD V  protoc ol.  Be in g  t he  m ul ti path  exte nd e d  ve rsion,   it   pro vid es   m or e  al te rn at e  pat hs   a nd   thu s  is  m or e  re li able.  It  reduc es  the  over hea d  cause d  by  li nk   fail ur e  a nd  r oute   disc ov e r y.  In   AO M DV,  route  disco ver y i s  on ly  n eede d wh e n  e ver y al te r na te  li nk  is  bro ke n.     2.5. Wh y  EC C?   Ell ipti c  Curv e   Crypto gr a ph y   is  a  reli able  and   e ff ic ie nt  public  key  cr yptogra ph ic   te chn i qu e  t hat   pro vid es  e quivale nt  sec ur it y  as  oth e r  public  key  c r ypto gr a phic   te chn iq ues  bu t  with  sm al l er  key    siz e  [10] ,   [11].   More over,   It  i s  base d  on  the  discrete  lo ga rithm   pr oble m   [1 2]  w hich  sta te s  that  if  K = nx G ,  the n  it  is easy  to d er ive K  w it h giv en  n  a nd   G,   but t ou gh to  re ve al  n  w it h  gi ven K  and G . T hu s w it h  ECC ,  it  w il l be  tough f or the  bl ackhole at ta ck er  node  t o  ret rieve the  private   key f ro m  g ive n sec ret  key an d p ub li c  key.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J   Ele c   &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     Ell ipti c Curve  Crypto graphy  Base d Da t a  T r an s missio n a gainst  …   ( Jee nat Su lt an a )   4415   2.6.   Me thod olo gy   The  AO M DV   protoc ol  fir st  di scov e rs  the  m ulti path  r oute   to  the  destinat i on   t hro ugh  rou te   disco ver y   process   an d  s ends  the   pa ck et s  to  it .  The   flo wch a rt  of  the  disco ve ry  is  sho wn  in   Fi gure  2.  At   the   ve ry  beg i nn i ng  of  da ta   transm issi on ,  t he  s ource  node  broa dcas ts  RR EQ  a nd  the  ne xt  hop  t hat  ha s  r oute   to  th e   destinat io n  se nds  bac k  RR EP .  O n  the  c ontr ary  to  A ODV,  A OMD V  pro cesses  e ver y  R REQ.  Whi le   A O D V   processes  on ly   the  first  RR E Q  an d  discar ds  the  rest.  By   pr ocessin g  eve ry  RR EQ,   AO M DV   e ns ures  m ulti path   connecti vity .  The  destinat io n  node  c hoose s  on e  of  the   m ulti paths  by  co m par in g  the  seq uence  num ber .     The  fr e sh est   r ou te   is  gu a ra nt eed  by  c on si de rin g  the  la rg e st  sequ e nce  num ber .  In   cas e  of   eq ual  seq uen ce   nu m ber ,  pat h  with  le ss  hop  count  is  c onsidere d  t o  en sur e  the  s hortest   path.  T he  de sti nation  f orwards  th e   RR EP to  t he  s ource  no de  a nd the  path  is  d e fin ed fo r data  tra nsm issi on .   Af te r  tra ns m it t ing   nu m ber   of  pack et s ,  A OM DV   a vo i ds   the   m al iciou s  no de   as  it   is  design ed  s o  a nd   restrains   the  s ource  node   f r om   transm it ti n g  pack et s   to  t he  at ta cke r  node.   I n  the   m e anwhil e,  s om e   of  the   pack et s  ha ve  a lready  bee n  ret rieve d  by  the  a tt acker  no de.   Our  goal   is  t o  secur e  t hose  re trie ved   pac kets  from   rev eal in g.  T hus  to  sec ure  the   data  pac kets,  the  pac kets  a r e  enc rypted   by   ECC .  This   is  do ne  by  cre at ing  a   secur e   age nt  t hat  ge ner at es   the  e ncr ypte d  pa cket.  T he  pac ket  is  the n  rea ched  the  destinat ion  thr ough   one  of   the s el ect ed  m ulti paths.           Figure  2.   Flo w  ch a rt of  route  disco ver y  with  AOMD V prot oco l.  RR EQ: R ou te   re qu est ,  R REP:  Ro ute r e ply,  seq _no: se qu e nc e num ber       Ever y  ti m e  a  node  w orks  as   a  sou rce,  it   ge ner at es  a   pri va te /pu blic  key   pair .  Firstl y,  i t  chooses   a  rand om   pr ivat e  key,   ge ne rates  a  sec ret  ke y  from   it s  own  pr i vate  key  and  recei ver’s   public  key.  T hen  it  encr y pts  the  pa cket  with  the  ne wly  gen e rated   secret  ke y  an d  anno un ces  t he   public  key.  T he   encr ypte d  pa cket  is  sent  via  AOM DV   pr oto c ol.  Af te r  receivi ng   the  e ncr y pted  pac ket,  the  destinat io n  no de  ge ner at es  th e  sa m e   secret  key  wit h  the  help   of  it s  own  pr i vate  ke y  and   the   sen der’s  new   publ ic   key.  The n  usi ng   it s  s har e d  secret  key  an d  pr ivat e/ public  key  pa ir,  the  receive r  decr y pts  the  pa cket  to  get  the  or i gin al   data  as   show n  in  Fig ure  3.  It  will   be  toug h  f or   the  m al iciou s  node  to  re trie ve  the  pri va te   key  fr om   giv en  sec ret  key   and   the  public   key.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N : 2088 - 87 08   In t J  Elec   &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   4412   -   4422   4416   Th us ,  if  an  at ta cker   m anag es   to  rev eal   the  secret  key,  it   would  be  a  ch al le ng e  to  retri eve  the  pr i vat e  key   without  wh ic h decry pting t he packet is  not  possible.           Figure  3.   Pac ke t encry ption b y EC C       3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS   We  ha ve  us e d  NS - 2.3 5  f or  the  sim ulatio n  of   t he  pro po sed  syst em ,  a   discrete - e ve nt   si m ulati on   instru m ent  that  has  bee n  pro ve d  f un ct io nal  in  stu dying   the   vib ra nt  natu re   of   MA NET.   The  pe rfo rm ance  is  m easur ed  i n  three  case s:  w it ho ut  m al ic io us   no de,   with   three  b la ck hole   at ta cker   node s  an d  wit h  ECC  i m ple m entat io n.   The  m et rics that are  us ed  for  analy zi ng  t he p erfor m ance [5] o f  the  pro t oco l  are desc ribe d belo w:   a.   Av e ra ge  T hro ughp ut   Av e ra ge   nu m ber   of   pac kets  pa ssing t hro ugh  the n et wor k pe r un it   of  ti m e. I t i s m easur ed  i n kbps.     Av e ra ge  T hro ughp ut = s e co n d s ) T i m e ( i n   ly s u c c e s s f u l s e n t     p ac k e t s   of N u m b er       b.   Packet  Deli very  Rat io   It  is  the  rati o  of   total   nu m ber   of   pack et s  s ucc essfu ll y  receiv ed  at   the  destin at ion   node s  to  the  nu m be r   of p ac kets  for warde d by the  so urce  node s t hro ughout t he sim ulati on .     Packet  Deli very  Rat io = P a c k e t s S e n t     of N u m b e r   P a c k e t s   R e c e i v e d   of N u m b e r     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J   Ele c   &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     Ell ipti c Curve  Crypto graphy  Base d Da t a  T r an s missio n a gainst  …   ( Jee nat Su lt an a )   4417   c.   Av e ra ge  E nd - to - E nd  Delay   This  is  the  a ve rag e   delay   bet ween   t he  se nd i ng   of  pac kets  by  the  s ource  and   t hose  rece ived  by  the   receiver .      Av e ra ge  E nd - to - E nd  Delay = n i 0 e i v e d P a c k e t s R e c   of N u m b e r     T o t a l S e n t ) P a c k e t     of   T i m e -   R e c i v e d p a c k e t     of   ( T i m e     d.   Norm al iz ed  Rou ti ng L oad   The n um ber  of   r ou ti ng   pac kets transm i tt ed  pe r data  p ac ket  delivere d  at  t he  d est inati on.     3.1. Si mula tio n S cen ario   In   N S - 2.3 5,   w e  hav e  co ns i de red   a n  area  of  1186  x  58 4  m et ers  and   the  wireless  to po l og y  we  hav e   us e d  c on ta in s  25  no des  i nclu ding  3  black hole   at ta cke r  nodes.  T he  m axim u m   sp eed  of  the  m ob il e  nodes  i s   0.1Mb ps .  T he  t otal t i m e u sed for sim ulati on   is 1 00 seco nds.  Th e  sim ulati o n  sce nar i o  is s how n  i n  Ta ble  1.       Table  1.   Sim ul at ion  E nvir onm ent   Si m u latio n   Para m e ter   Valu e   Si m u lato r   NS - 2 .35   Area   1 1 8 6  x  5 8 4   Ro u tin g  pro t o co l   AOMD V   Attack   Black h o le attack   Pack et size   1 0 0 0 ,1 5 0 0   Nu m b e r  o f  no d es   25   Nu m b e r  o f  attacke r  n o d es   3   Tr af f ic ty p e   CB R,UDP   No d e Place m en t   Ran d o m   Si m u latio n  ti m e   1 0 0  sec       The  out pu t  N A M  file   is  sh own  in  Fi gure  4  wh ic h  is  ge nerat ed   as  a  res ult  of   sim ulati on .  NA M  sta nds   for  Net work   An im at or   that  sh ows  t he  gr aph ic al   re pres entat ion   of   pa cket  trans fer   a m on g  the  no de s  in  a   MANET .           Figure  4. O utput N AM  file     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N : 2088 - 87 08   In t J  Elec   &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   4412   -   4422   4418   In  Fig ur e   4,  th e  blu e   no de  re pr ese nts  t he  de sti nation,  the  s ources  a re  de note d  by  gr ee n  and  the  re d  on e s  are   the  bl ackhole  at ta cker   node s.  F our  source   no de s  are  tra ns m itti ng   pack et s  i n  tim e  intervals  of  20   seco nd s .  F r om  the  generate d  trace   file s,  diff e re nt  pe rfo rm ance  m et ric s  are  m easur e d  s uc h  as  a ve rage   thr oughput, e nd - to - en d delay ,  p ac ket d el i very  r at io a nd norm al iz ed  routin g  loa d  a s s how n  in  Ta ble 2.       Table  2.   Per for m ance Analy sis o f AOM DV,  with  Atta ck  a nd  with Sec uri ty   Para m eters   AOMD V witho u t   Maliciou s n o d es   AOMD V with   Black h o le Attack   AOMD V with  EC C   (again st Black h o le A ttack )   Total CB R p ackets  sen t   1241   1241   1492   CB R p ackets  r ecei v ed   1240   48   238   Pack et deliv er y  r a t io   0 .99 9 2   0 .03 8 7   0 .15 9 5   End - to - en d  delay  ( m s )   8 5 6 9 0 .5   8 5 6 5 6 .3   8 5 6 6 1   No r m aliz ed  Ro u tin g  L o ad   0 .11 0   2 .79 2   0 .54 2   Av erage T h rou g h p u t ( k b p s)   3 5 4 .969   2 2 0 .408   2 9 3 .089       The  data  f r om   Table  2  has  be en  us ed   to  plo t   the  perform ance  m e tric s.  Th e  pe rfor m ance  m et rics  are  m easur ed  in  e ve ry 10 sec onds  and is a naly zed a gainst ti m e  and num ber   of   m al ic iou s nod e s consec utively .       3.2. Per f orm ance  Anal ys is  agains t  Ti me   The  c urve  i n  F igure  5  s hows  that  the  th r oughput  without  a ny  m alici ou s  a ct ivit y  rises  to   ab ou t  35 5  kbps ,   the  t hro ughput  dro pp e d  to  a bout  22 0  kbps   on  th e  pr e sence   of   m a li ci ou s  no des.   B ut  with   ECC   i m ple m entat io n  in  the elem entary A OMD V protoc ol,  t he v al ues  are  in c re ased t o 290 k bps.           Figure  5. Tim e  v s.  th rou ghput cu rv e . nom al _th : Th rou ghput wit h n o  m al ic i ou s  no de, m al _ th: Th rou ghput  with m al ic iou s nod e , s ec _th :  Thro ughput  wi th sec ur it y       As  sho wn   i n  F igure  6,   t he  pa cket  delive ry  r at io  kep t  re duc ing   on   t he  pres ence  of  blac khole  at ta cker  nodes  in  the  MANET  a nd   dro ps   to  ab out  0. 04  with  th ree  at ta cker s.  But  wh e n  the   pr op os e d  m e t hod  is   i m ple m ented  t hen   e ve n  with   the  at ta cker   nodes  bein g  present  in  the  netw ork,   the  pack et   deliver y  rati o  i m pr oved  cons idera bly t o  a bove 0. 15.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J   Ele c   &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     Ell ipti c Curve  Crypto graphy  Base d Da t a  T r an s missio n a gainst  …   ( Jee nat Su lt an a )   4419       Figure  6. Tim e  v s.  pac ket  delivery  rati o  c urv e. nom al _p kt:  PD R  with  no  m al ic iou s nod e , m al _p kt: PD R wit h  m al ic iou s nod e , s ec _pkt: P DR w it h sec uri ty       The  e nd - to - en d  delay   is  alm os t  sam e  in  al l  the  th ree  cases   as  seen  i n  Fi gure  7.  I niti al ly   t h e  delay   is  a  bit  highe r  with  ECC   im plem entat ion .  O n  an  a ve rag e ,  t he  pro po se d  m et ho d  does  not  af fect  the   e nd - to - en d  delay .           Figure   7. Tim e  v s.  del ay  cu r ve .  nom al _d el ay : En d - to - e nd del ay  w it h  no m al ic iou s  node,  m al _d el ay : En d - to - end d el ay   with  m al ic iou s  node , s ec _d el ay : E nd - to - e nd d el ay   with sec ur it y       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      IS S N : 2088 - 87 08   In t J  Elec   &  C om p  En g,   V ol.  8 , N o.   6 ,  Dece m ber   201 8   :   4412   -   4422   4420   The  gra ph   i n  Figure  8  il lust rated  the  norm al iz ed  routin g  load   f or  the  th ree  m entioned  cases.  The   Norm al iz ed  Rou ti ng   Loa d  is  ab out  0.1   wit hout  at ta ck;  it   raises  high  a bo ve  2.0  i n  t he  presence   of  at ta ck  a nd  r ed uces t o 0.5  with ECC i m ple m entat ion .           Figure   8. Tim e  v s.  no rm alized rou ti ng l oad c urve.   nom al _n or_r t _ld :  Norm al iz ed  r ou ti ng l oad w it h n o  m al ic iou s nod e , m al _n or_r t _l d: No rm alized r outi ng loa d wi th m alici ou s  node , s ec _nor_ r t_ld: N orm aliz ed  routin g  loa d wi th sec ur it y       3.3.  Perf orm ance  Anal ys is  agains t Num be r of  Ma li ci ou s  Nodes   As  in  Fi gure  9,  we  ob se r ve  that  with  var yi ng   num ber   of   m al ic iou s  node s,  the  a ver a ge   throu ghput  do e sn’t dec rea se r a pid ly , inst ead  with the   ne wly de velo ped  protoc ol,  t he  th rou gh put cha nges  ver y  sli gh tl y.           Figure  9. N umber  of m al ic iou s nodes  vs . A ve rag e  Thr ough pu t  with  secu re d AO M DV   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J   Ele c   &  C om p  En g   IS S N:  20 88 - 8708     Ell ipti c Curve  Crypto graphy  Base d Da t a  T r an s missio n a gainst  …   ( Jee nat Su lt an a )   4421   The  Pac ket  D el ivery  rati o  i s  def i nitel y  hig he st  with  no   m a li ci ou s  no de  in  t he  e nv i ronm ent.  It   decr ease s  slowl y  with  increasing   num ber   of   m al ic iou s   node s  as  in  Figu re   10 .   T he  aver a ge  en d - to - e nd   delay   sh ow n  in  Fi gur e  11   i ncr eases  gr a dual ly   with  increm ented  m al ic iou s  no des  as  tim e  is  ta ken   by  the  e ncr y ption  process  w it h E CC .           Figure  10. N um ber  o f  m al ic i ou s  no des vs.   Packet  Deli very  Rat io w it h  se cur e d A OMD V           Figure  11. N um ber  o f  m al ic i ou s  no des vs.   Av e ra ge Del ay  w it h sec ured   AO M DV       As  s how n  in  F igure  12,  t he  norm al iz ed  rout ing  loa d  gro w s  with   the   nu m ber   of  blac khole   at ta cker   nodes  pr e sent  in  the  sit uatio n,   th ough  the  norm al iz ed  routing   l oad   m ay   var y  de pe nding   on   t he  nu m ber   of  pack et  t ran sm issi on.           Figure  12. N um ber  o f  m al ic i ou s  no des vs.   Norm al iz ed  Rou ti ng L oad  wit h  sec ur e d A O MDV       4.   CONCL US I O N   A  MA NET  is  su bject   to  a   va riet y  of   at ta cks .  This  pa per   proposes  a   way  t o  sec ur e  data  transm issi on   in  MA NET   s o  that  data  m ay   rem ai n  confide nt  w he n  a   ne goti at ed  node  ge ts  it s  pro pr ie t ary.  We  ha ve  chosen   black ho le   at ta c k,   a   ve ry  com m on   on e ,  to   an al yz e  the  i m p act   of   secu red  AO M DV,  th ou gh  secu rity   is  need e d  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.