I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 ,  A u g u s t   201 9 ,   p p .   2 6 8 2 ~ 2 6 9 0   I SS N:  2088 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 4 . p p 2 6 8 2 - 2690           2682       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   N - t ie r  m o delling   o f  r o bust  k ey   m a na g e m en t  for  s ec ure  d a ta  a g g rega tion in  w i reless  s enso r  n e tw o rk       J y o t i  M et a n 1 ,   K .   N .   Na ra s hin ha   M urt hy 2   1 De p a rtme n t  o f   Co m p u ter S c ien c e   &   En g g in e e rin g ,   A CS   Co l leg e   o f   En g in e e rin g ,   In d ia   2 F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Ch rist  U n iv e rsity ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   20 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J an   1 2 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   Mar   4 ,   2 0 1 9       S e c u rit y   p ro b lem s  in   W irele ss   S e n so r  Ne tw o rk   (W S N)  h a v e   b e e n   re se a rc h e d   f ro m   m o re   th a n   a   d e c a d e .   T h e re   a re   v a rio u s  se c u rit y   a p p ro a c h e s  b e in g   e v o lv in g   to w a rd s  re sistin g   v a rio u s  f o rm s  o f   a tt a c k   u sin g   d if fe re n t  m e th o d o lo g ies .   Af ter   re v ie w in g   th e   e x isti n g   s e c u rit y   a p p ro a c h e s,  it   c a n   b e   c o n c lu d e d   th a t  su c h   se c u rit y   a p p ro a c h e s a re   h ig h l y   a tt a c k - sp e c i f ic  a n d   d o e sn t  a d d re ss   v a rio u s  a ss o c iate d   iss u e s  in   W S N.  It   is  e ss e n ti a l  f o r  se c u rit y   a p p ro a c h   to   b e   c o m p u tatio n a ll y   li g h tw e ig h t.   T h e re f o re ,   th is  p a p e r  p re se n ts  a   n o v e l  a n a ly ti c a l  m o d e ll in g   th a t  is  b a se d   o n   n - ti e r  a p p ro a c h   w it h   a   targ e t  to   g e n e ra te  a n   o p ti m ize d   se c re t  k e y   th a t  c o u ld   e n su re   h ig h e r  d e g re e   o f   se c u rit y   d u ri n g   th e   p ro c e ss   o f   d a ta  a g g re g a ti o n   in   W S N.  T h e   stu d y   o u tco m e   sh o w s   th a t  p ro p o se d   sy ste m   is  c o m p u tatio n a ll y   li g h twe ig h t  w it h   g o o d   p e rf o r m a n c e   o n   re d u c e d   d e lay   a n d   re d u c e d   e n e rg y   c o n su m p ti o n .   It  a lso   e x h ib it s  e n h a n c e d   re sp o n se   ti m e   a n d   g o o d   d a ta  d e li v e r y   p e r f o r m a n c e   to   b a lan c e   t h e   n e e d   o f   se c u rit y   a n d   d a ta f o r w a rd in g   p e rfo rm a n c e   in   W S N.   K ey w o r d s :   A ttac k   A d v er s ar y   C r y p to g r ap h y   P u b lic  k e y   e n cr y p tio n   W ir eless   s en s o r   n et w o r k   Co p y rig h t  ©   2 0 1 9   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   J y o ti M eta n ,   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   &   E n g g i n ee r in g ,     AC S  C o lleg e  o f   E n g in ee r i n g ,     B an g alo r e,   I n d ia .   E m ail:  j y o ti m etan @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     A   W ir eless   Sen s o r   Net w o r k   ( W SN)   h as  co m p letel y   r ed e f in ed   its elf   as  it  e n ter s   th e  ar e n a  o f   f u tu r i s ti c   tech n o lo g y   ca lled   as  I n ter n et - of - T h i n g s   ( I o T )   [ 1 ] .   I t  is   b eliev ed   th a t  I o T   is   all  ab o u t  i n te g r atin g   s e n s o r   n o d es   w it h   clo u d   i n   o r d er   to   ex p o n e n tiall y   ex p a n d   th e  n e t w o r k   s i ze   as  w ell  a s   ca p ab ilit y   [ 2 ] .   A t  p r ese n t,  th er e  ar e   v ar io u s   r esear c h   w o r k   alr ea d y   ca r r ied   o u t  to w ar d s   W SN  d o m ai n   [ 3 ,   4 ]   as  w ell  as  o n   I o T   d o m ain   [ 5 ,   6 ] .   Ho w e v er ,   it is   r eq u ir ed   to   th in k   m u c h   n u m b er   o f   ti m e s   ab o u t   th e  s u cc ess f u l p o s s ib ilit y   o f   i m p licatio n   o f   th is .     T h e  f ir s t  r ea s o n   o f   s ec u r it y   c h alle n g e s   w ill  b e  d if f er e n ce   i n   th e  f o r m   o f   n et w o r k   o r   h eter o g en eit y   asp ec t  o f   it.  B o th   clo u d   an d   W SN  ar e  to tally   d i f f er e n t  tec h n o lo g ies  an d   h a v e  d if f er e n t  f o r m   o f   p r o to co ls   to   co n tr o l  d ata  co m m u n icatio n s .   Mid d le w ar e  is   u s ed   in   g ate w a y   n o d es  in   o r d er   to   h an d le  th e  h eter o g e n eit y   asp ec t  in   clo u d   it s el f   as  w ell  a s   in   W SN  i ts el f .   Ho w ev er ,   t h e s e  f o r m s   o f   m id d le w ar e  ar e  v e r y   m u c h   ad v an ce d   in   w o r k   o p er atio n   in   co n tr a s t  to   m id d le w ar e  d ev ices   u s ed   in   g ate w a y   s y s te m   o f   I o T   as  th e y   h av e   co m p ar ati v el y   v er y   m u c h   r ed u ce d   ca p ab ilit y   f o r   ass is tin g   i n   d ata  tr an s latio n a l ser v ice s   [ 7 ] .     T h is   p r o b lem   w i ll  r es u lt  i n   n o n - i m p licatio n s   o f   s ec u r it y   p r o b lem s   t h at  ar e  alr ea d y   p r o v en   to   b e   s u cc e s s f u l  in   h a n d lin g   t h r ea ts   in   clo u d   a s   w ell  a s   i n   W SN   in d iv id u all y ,   Ho w ev er ,   t h er e   is   n o   u n iv er s a l  o r   co m m o n   s ec u r it y   p r o to co l  th a t  co u ld   co n tr o l  s ec u r it y   t h r ea ts   w h en   W SN  is   co n n ec ted   in   cl o u d .   Hen ce ,   u s a g e   o f   s u c h   s y s te m   w i ll  ca u s e   f a ilu r e  i n   id en ti f icatio n   o f   t h r e ats  it s e l f .   He n ce ,   ir r esp ec ti v e   o f   lo t   o f   w o r k   i n   in tr u s io n   p r ev e n tio n   s y s te m   i n   W SN,  th e y   ar e  n o t  d ir ec tl y   a p p licab le  in   I o T   [ 8 ] .   T h is   is   t h e  p r im e  r ea s o n   th a t  f o r etells  w h y   at  p r ese n t  I o T   u s es  s i m p li f ied   n o d e  co n n ec ti v i t y   a n d   n o t  ac t u all y   t h e  co n n ec tiv it y   d escr i b ed   b y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       N - t ier mo d ellin g   o f ro b u s t k ey   ma n a g eme n t f o r   s ec u r e  d a ta   a g g r eg a tio n   in   w ir eless   ....   ( Jy o ti Meta n )   2683   W SN.  I t  w ill  d ir ec tl y   m ea n   I o T   d ep lo y s   s e n s o r s   b u t  n o t  d ir ec tl y   t y p ical  W SN  at  p r ese n t   in   an y   co m m er cial   ap p licatio n .   I t is st ill i n   n a s ce n t stag e  o f   r esear c h .     T h e  s ec o n d   r ea s o n   o f   s ec u r ity   c h alle n g e s   is   th a t  th er e  ar e  s er io u s   o f   r o b u s t  en cr y p tio n   alg o r ith m s   o v er   clo u d   o r   in ter n et  [ 9 ] ;  h o w e v er ,   v er y   least  p r o p o r tio n   o f   an y   o f   s u c h   s ec u r it y   alg o r it h m s   ca n   b e  ac tu all y   i m p le m en ted   o v er   s e n s o r   n o d e.   I t  is   b ec au s e  a  s en s o r   n o d e  h as  v er y   les s   co m p u tatio n a l  c ap ab ilit y   as  w ell  a s   less   a v ailab ilit y   o f   n ec e s s ar y   r eso u r ce s   to   ca r r y   o u t  h i g h   en d   p r o ce s s in g .   He n ce ,   co m p lex   cr y p to g r ap h ic   alg o r ith m   t h at  r u n s   s u cc e s s f u ll y   o v er   o th er   n et w o r k s   w il l n o t   w o r k   o u t i n   s e n s o r   n o d es.    T h e  th ir d   r ea s o n   o f   s ec u r it y   ch alle n g e s   in   W SN  is   th a t  it  h as  a  s u p p o r tab ilit y   o f   w id e  r an g es  o f   ap p licatio n s   o f   d i f f er en t   t y p es .   T h ese  ap p licatio n s   h av e   d if f er en t  f o r m s   o f   d ata  f o r w ar d i n g   r eq u ir e m en t s   t h at   u s u all y   d ep en d s   o n   r o u ti n g   b eh av io u r .   I r r esp ec tiv e  o f   av ai l ab ilit y   o f   s ec u r e  r o u ti n g   p r o to co ls   in   W SN  [ 1 0 ] ,   th er e  ar e  v er y   a  s m aller   n u m b er   o f   s c h e m es t h at  h a s   b ee n   p r o v en   to   b e  r es ilie n t a g ain s t  u p co m in g   o r   all  m aj o r   th r ea ts   i n   it.    T h e  th ir d   r ea s o n   b eh in d   t h is   s ec u r it y   p r o b lem   i s   also   ab o u t  m o d eli n g   ap p r o ac h   u s ed   till   d ate.   T h er e  is   less   u tili za tio n   o f   h y b r id izin g   m o d els  a n d   m o r e  em p h a s is   i s   g i v en   to   ev o l v e  u p   w it h   a  s o lu t io n   t h at   co u ld   j u s t  m in i m ize  th e  s ec u r i t y   t h r ea t.  I t  h a s   to   b e  u n d er s to o d   th at  s ec u r it y   p r o b le m s   ar e  also   clo s el y   r elate d   to   m a n y   o th er   p r o b lem s   in   W SN.  I t  w ill  m ea n   th at  a n   in ap p r o p r iate  m o d elin g   w i ll  d ef i n i tel y   lead   to   v a r io u s   h id d en   p r o b le m s   a m o n g   th e   s en s o r   n o d e.   I n   s u ch   ca s e,   r o b u s t  s ec u r it y   ca n   b e  ac h ie v ed   a t  th e  co s t  o f   in f er io r   d ata  d eliv er y   p er f o r m an ce .   T h er ef o r e,   p r o p o s ed   s y s te m   o f f er s   a  s o lu t io n   to w ar d s   s u c h   s ec u r it y   p r o b lem   i n   W SN so   th at  t h e y   ca n   b e  s ec u r el y   in t eg r ated   to   I o T   ap p licati o n s   in   f u t u r e.     T h e  m a n u s cr ip t  p r esen ts   a  d is cu s s io n   o f   an   a n al y tical  m o d e l  th at  u s es  n - tier   ap p r o ac h   to   r esis ts   t h e   m ax i m u m   f o r m s   o f   leth a l  th r e ats  in   W SN.  Sec tio n   1 . 1   d is cu s s es  ab o u t  t h e  e x is ti n g   liter at u r es  w h er e  d if f er en t   tech n i q u es  ar e  d is c u s s ed   f o r   s ec u r it y   s ch e m e s   u s ed   in   W SN   f o llo w ed   b y   d is cu s s io n   o f   r es ea r ch   p r o b lem s   i n   Sectio n   1 . 2   an d   p r o p o s ed   s o lu tio n   in   1 . 3 .   Sectio n   2   d is c u s s es  ab o u t   alg o r it h m   i m p le m en tatio n   w h er e  a   d etec tio n   alg o r ith m   as  w e ll  as  an   o p ti m ized   v er s io n   o f   i ts   is   p r esen ted   f o llo w ed   b y   d is cu s s io n   o f   r es u l t   an al y s is   w i h   r esp ec t  to   co m p a r ativ e  a n al y s is   w it h   f r eq u en t y   u s ed   e n cr y p tio n   alg o r it h m s   a s   w e ll  as  m o s t  cited   r esear ch   w o r k   in   Sectio n   3 .   Fi n all y ,   t h e  co n cl u s iv e  r e m ar k s   ar e  p r o v id ed   in   Sectio n   4 .   T h is   s ec tio n   d is c u s s e s   ab o u t  t h e  ex i s ti n g   s ec u r it y   ap p r o ac h es  in   W SN  as  a  p ar t  o f   ex ten s io n   o f   o u r   p r io r   r ev ie w   w o r k   [ 1 1 ] .   T h e  w o r k   ca r r ied   o u t  b y   Nu r ellar i  et  al.   [ 1 2 ]   h as  p r esen ted   a  m e ch an i s m   to   id en ti f y   th e  attac k er   u s i n g   p r o b ab ilit y   t h eo r y .   Mo s t  r ec en tl y   a  u n iq u e  s ec u r it y   ap p r o a ch   w as   p r esen ted   b y   Ya n g   et  al.   [ 1 3 ]   w h er e  d u t y   c y cle  i s   co n s id er ed   as  o n e  o f   t h e  m ai n   in d icato r s   o f   s ec u r i t y .   R an a   et  al.   [ 1 4 ]   h av e   d is cu s s ed   ab o u t   attac k   r esis ti v it y   i n   v e h icle  s y s te m   u s in g   W SN.  T h e  au th o r   h a s   d ev elo p ed   a  h ar d w ar e - b ased   co n tr o l  s y s te m   t h at  u s e s   f ee d b ac k   f o r   o b tain i n g   s y s te m   s tab ilizatio n   in   W SN.  G u a n   a n d   Ge  [ 1 5 ]   h av e   p r esen ted   a  s t u d y   t h at  co u ld   o f f er   s ec u r it y   ag ai n s t  j a m m in g   attac k   in   m u ltic h a n n el s .   T h e  au th o r s   h a v e  u s ed   Ma r k o v   ch ai n   i n   o r d er   to   d esi g n   t h e  s o l u tio n .     W ei   et  al.   [ 1 6 ]   h av e  p r esen te d   a  tech n iq u e  w h er e  t h e  lo ca lizatio n   o f   th e  W SN  is   p r o tecte d   ag ain s t   B y za n ti n e  attac k   u s in g   p r o b ab ilit y   t h eo r y   m o d eli n g   o n   r ec eiv ed   s ig n al  s tr en g t h .   Z o u   et  al  [ 1 7 ]   h av e  p r esen ted   a  d is cu s s io n   ab o u t t h e  ea v esd r o p p in g   attac k   i n   o r d e r   to   u n d er s tan d   t h e  attac k   b e h av io u r .   D en g   et  al.   [ 1 8 ]   h a v e   ap p lied   s to ch asti c - b ased   g eo m etr ical  ap p r o ac h   as  a  s o l u ti o n   to w ar d s   s ec u r it y   p r o b le m s   in   p h y s ical  la y er s .   T h e  au th o r s   h a v e  co n s id er e d   th r ee - tier   ap p r o ac h   th a t  h as  r e s u l ted   i n   o p ti m izatio n   o f   s ec r e c y   r ate.   L i  et   al.   [ 1 9 ]   h av e  p r ese n ted   s o lu tio n   to w ar d s   r e s is t in g   w o r m h o le   attac k   w h er e  th e   s o l u ti o n   is   m o d eled   o n   t h e   b asis   o f   co n n ec tiv it y   a m o n g   t h e  n ei g h b o r in g   n o d es.  T h e  w o r k   also   ad d r ess es  th e  lo ca lizatio n   p r o b lem s   t h at   o cc u r   in   m a licio u s   en v ir o n m e n t.     Ki m   a n d   A n   [ 2 0 ]   h av e  p r ese n ted   a  th e m atic  m o d el  f o r   r e s is ti n g   d en ial  o f   s er v ice  attac k .   Si m ilar   d ir ec tio n   o f   w o r k   is   also   b ein g   ca r r ied   o u t  b y   Go p e  et  al.   [ 2 1 ] .   Dif f er en t  f o r m s   o f   co m p l ex   attac k s   i n   W SN   h av e  b ee n   d is c u s s ed   b y   W u   et   al.   [ 2 2 ]   w h er e  an   a n al y tical - b ased   m o d elin g   h as  b ee n   d esig n ed   w it h   r esp ec t  to   d is cr ete  r u le  s et  w it h   th e  s in k   n o d e  to   o f f er   s ec u r it y .   T h e  tech n iq u e  also   in tr o d u ce d   a  n o v el  v ir tu al izatio n   tech n o lo g y   to   f u r th er   o f f er   b et ter   r esis ti v it y   i n   W SN.  So lu tio n   to w ar d s   r esis tin g   n o d e  ca p t u r e  attac k   h a s   b ee n   ca r r ied   o u t  b y   Z h ao   et  al.   [ 2 3 ]   u s i n g   k e y   P r ed is tr ib u tio n   s c h e m e.   C h a n n el  s tate  i n f o r m atio n   is   also   r ep o r ted   t o   co n tr ib u te  s ec u r it y   f ea t u r e  as  s ee n   in   th e   w o r k   o f   Go n g   et   al.   [ 2 4 ] .   T h e  s tu d y   ca r r ied   o u t  b y   R en   et  al.   [ 2 5 ]   h av e  ad d r ess ed   p r o b le m s   a s s o ciate d   w it h   s e lecti v e  f o r w ar d in g   at tack   u s in g   r ep u tat io n - b ased   ap p r o ac h   in   o r d er   t o   id en tify   th e s tate  o f   co m p r o m izatio n   in   W SN.    T h e  w o r k   o f   A l - Ha m ad i  a n d   C h e n   [ 2 6 ]   h as   i m p le m e n ted   a   s ec u r e  m u ltip at h   r o u ti n g   m ec h an i s m   f o r   p r ev en tio n   p u r p o s e  ag ai n s t  let h al  t h r ea ts   i n   W SN.   C h u   e t  al.   [ 2 7 ]   h av e  p r esen ted   a  h ar d w a r e - b ased   ap p r o ac h   n   o r d er   t o   d ev elo p   a  lig h t w ei g h t  e n cr y p tio n   p r o to co l  f o r   a s s is tin g   in   a u t h en tica tio n .   Hs u eh   et  al.   [ 2 8 ]   h av e  p r esen ted   a  cr o s s   la y er - b a s ed   ap p r o ac h   to   ad d r ess   th e  p r o b l e m s   ass o ciate d   w i th   en er g y   d ep letin g   at tack s   i n   W SN.  So lu tio n   to w ar d s   j a m m i n g   attac k   a n d   s i n k h o le  at t ac k   h as  b ee n   d is c u s s ed   b y   P i n tea  et   al.   [ 2 9 ]   an d   Han   et  al.   [ 3 0 ]   r esp ec tiv el y .   So o s ah ab i  et  al.   [ 3 1 ]   h av e  p r esen ted   a  d etec tio n   m ec h a n is m   f o r   o f f er in g   b ett er   f o r m   o f   p h y s ical  la y er   s ec u r it y   i n   W SN.  T h e  s t u d y   al s o   u s e s   p r o b ab ilit y   t h eo r y   i n   o r d er   to   p er f o r m   m o d eli n g   th at  w as c ar r ied   o u t u s i n g   a n al y tical  ap p r o ac h .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 ,  A u g u s t   201 9   :   2 6 8 2   -   2690   2684   J y o ti  Me ta n   an d   Nar ash i n h a  Mu r th y   [ 3 2 ]   h av e  in tr o d u ce d   a  s tr u ctu r e  f o r   s ec u r it y   i n   d ata  ag g r e g at io n   in   t h e  W SN  f o r   i m p r o v in g   t h e  k e y   m an a g i n g .   Ma n j u n ath   B . E   an d   R ao   [ 3 3 ]   h av e  d e m o n s g tar etd   a  tec h n iq u e   o f   s ec u r it y   i n   t h e  f r a m e w o r k   o f   W SN  w h ic h   i s   p r esen ted   t w o   k i n d s   o f   s e n s o r   n o d e  d ep lo y ed   w i th   v ar io u s   ab ilit ies.  Fi s s ao u i  et  a l.  [ 3 4 ]   h av e  ill u s tr ated   an d   p u b li s h ed   to   en h a n ce   p o w er   co n s u m p tio n   i n   e v er y   f ield   o f   th e  W SNs ,   s u ch   as,  a)   lo ca lizatio n ,   b )   a)   r o u tin g ,   c)   co v er ag e,   d )   s ec u r ity ,   etc.   T h e  n ex t  s e ctio n   h i g h lig h t s   th e   s ig n i f ica n t li m itatio n   ex p lo r ed   f r o m   ab o v e  m e n tio n ed   s ec u r it y - b a s ed   ap p r o ac h   in   W SN.   T h e  s ig n i f ica n t r esear c h   p r o b l e m s   ar e  as  f o llo w s :   -   E x is ti n g   s ec u r i t y - b ased   ap p r o ac h es  ar e  h ig h l y   s p ec if ic  to   attac k   an d   th er e  is   n o   s o lu t io n   co n s id er in g   h y b r id izi n g   t h e  attac k   o r   co n s i d er in g   u n ce r tai n t y   p ar t o f   it.   -   Mo r e  w o r k   is   ca r r ied   o u t   to w ar d s   d etec tio n   tec h n iq u e  a s   co m p ar ed   to   p r ev en tio n   tec h n iq u e  to w ar d s   d if f er e n t t h r ea ts   m o d els.   -   I r r esp ec tiv e  o f   lo t  o f   w o r k   o n   k e y   m a n ag e m e n t  tec h n iq u e,   t h er e  ar e  v er y   le s s   n u m b er   o f   tech n iq u es  t h at   co u ld   o f f er   r o b u s t sec u r it y   to   th e  g e n er ated   k e y .   -   L es s   w o r k   to w ar d s   o p ti m izi n g   th e  e n cr y p tio n   p r o ce s s   h as  b ee n   r ep o r ted   in   ex is tin g   s y s t e m   th a t  f ail s   to   r esis ts   t h e  co m p u tatio n a l o v er h ea d   in   ex is ti n g   s ec u r it y   s y s te m .   T h er ef o r e,   th e  p r o b lem   s tate m en t  o f   t h e  p r o p o s ed   s tu d y   ca n   b e  s tated   as  “ Dev elo p in g   a   co s t  effec tiv e   mo d eli n g   to w a r d s   in co r p o r a ti n g   h ig h er  d eg r ee   o f  r esil ien cy   a g a in s t  ma ximu m  fo r ms  o f  th r ea ts   in   W S N   is   a   co mp u ta tio n a l c h a llen g in g   t a s k ”.   T h e  n ex t sectio n   p r ese n ts   t h e  s o lu tio n   to   th is   p r o b le m .   T h e  p r im e   g o al  o f   t h e  p r o p o s ed   s y s te m   is   to   d ev elo p   a n   n - tier   m o d eli n g   o f   k e y   m an a g e m e n t   f o r   s ec u r i n g   co m m u n icatio n   i n   W SN.  T h e  p r o p o s ed   s y s te m   i s   b u ilt  co n s id er in g   n - tier   m o d el,   w h ic h   is   a  s tan d ar d   ar ch itect u r e  f o r   in d u s tr y - b ase d   s o f t w ar e  m o d els.  T h e  co m p lete  id ea   is   b ased   o n   th e  f ac t  th at  a  clu s ter h ea d   w il l  h a v e  an   in cr ea s in g   d ep en d en c y   o f   a  s ec r et  k e y   esp ec ial y   d u r i n g   t h e  d ata  ag g r eg a t io n   p r o ce s s   an d   in   ab s en ce   o f   s ec u r e  k e y ,   t h e  cl u s ter h ea d   m a y   p o is o n   th e   co m p lete  n et w o r k   v er y   s lo w l y   l ea d in g   to   co llater a l   attac k   s ce n ar io .   He n ce ,   an   an a l y tical  ap p r o ac h   i s   co n s id er ed   to   d e v elo p   an   ap p r o ac h   th a t c a n   g en er ate  a   s ec r et   k e y   to   b e  u s ed   i n   d ata  ag g r eg atio n .   T h e  co r e  em p h a s is   o f   t h e  p r o p o s ed   im p le m e n tat io n   p lan   is   al s o   to   en s u r e   h ig h e s t  d ea l  o f   p r iv ac y   an d   in teg r i t y   i n   an y   f o r m s   o f   co m m u n icatio n   o f   W SN  co n s id er in g   all  t h e  m aj o r   sc en ar io   o f   t h r ea ts .         A l g o r i t h m   f o r   G e n e r a t i n g   a   S e c u r e   k e y O p t i m i z a t i o n   A l g o r i t h m I d e n t i f i c a t i o n   o f   U n i q u e   S e n s o r C h a r a c t e r i s t i c s S t a t i c   C h a r e c t e r i s t i c D y n a m i c   C h a r a c t e r i s t i c P o l y n o m i a l   A p p r o a c h S H A 3 D i g i t a l   S i g n a t u r e E l l i p t i c a l   C u r v e   C r y p t o s y s t e m     Fig u r e  1 .   Flo w   o f   ad o p ted   p o lic y   to w ar d s   k e y   m a n ag e m e n t       Un li k e  co n v e n tio n al   s ec u r it y   alg o r ith m s ,   th e  p r o p o s ed   s y s t e m   c h o o s es  to   r ep r esen t   th e  s en s o r   n o d e  n o t  m er el y   w it h   a n   id   b u t  w it h   d if f er e n t  f o r m   o f   id   t h at  b ea r s   b o th   s tatic  c h ar ec ter is tic s   ( e. g .   n a m e,   I P   ad d r ess ,   MA C   ad d r ess ,   Facto r y   d ef a u lt   k e y s   etc)   an d   d y n a m ic  c h ar ec ter is tic  ( ti m e  s ta m p ) .   A   m at h e m atica l  e x p r ess io n   u s i n g   p o l y n o m ial   ap p r o ac h   h a s   b ee n   co n s tr u c ted   th at  u s es b o th   th e   f ea t u r es  in   o r d er   to   g e n er ate  a  s ec r et  at   th e   en d .   T h e  f ir s t  al g o r ith m   f o r   g en er atio n   o f   s ec r et  k e y   i s   d esig n ed   o n   t h e  b asi s   o f   t h e  c o n ce p t  th at  f ac to r y - d ef au lt  k e y s   s h o u ld   n o t  b e  u s ed   f o r   au th e n tica tio n   a n d   s h o u ld   g e n er ate  n e w   s ec r et  k e y .   I t  is   b ec au s e  f ac to r y   d ef au lt  k e y s   ca n   b e  ea s il y   c o m p r o m is ed   d u r in g   u s a g e  o f   p u b lic  k e y   en cr y p tio n .   T h is   alg o r ith m   f u r th er   en cr y p ts   t h is   k e y   u s in g   n o v el   SH A 3   i n   o r d er   to   co m p u te   t h e  e x ac t  v al u e  o f   s h ar ed   k e y .   T h e  p o s s es s io n   o f   s h ar ed   k e y   ca n   b e  o n l y   w it h   l eg iti m ate  n o d es.  E v e n   i f   th e y   ar e   ca p tu r ed ,   th e  ti m e  s ta m p   f ac to r   w o u ld   ass i s ts   in   id en t if y i n g   w h et h er   t h e  r ec eiv ed   k e y   h a s   b ee n   g en er ated   b y   t h e  r eg u lar   n o d e  o r   th e  m alicio u s   n o d e.   T h e  f u r t h er   i m p r o v e m en t   is   ca r r ie d   o u t  b y   i n co r p o r atin g   o p ti m i za tio n   to w ar d s   t h e  p r o ce s s   o f   g en er ati n g   t h e  s ec r et   k e y .   Fo r   th i s   p u r p o s e,   th e  s y s t e m   r ed esig n s   t h e  d ig ital  s i g n at u r e  an d   i m p r o v es  E llip tical  C u r v e  E n cr y p tio n   f o r   y ield in g   f a s ter   s ec r et  k e y   w it h   n o n - o v er lap p in g   c h ar ec eter is tics   a m o n g   th e   g e n er ated   k e y s .   T h e  n ex t   s ec tio n   f u r t h er   ill u s tr ate s   th e  al g o r i th m   d esi g n   p r in cip le.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       N - t ier mo d ellin g   o f ro b u s t k ey   ma n a g eme n t f o r   s ec u r e  d a ta   a g g r eg a tio n   in   w ir eless   ....   ( Jy o ti Meta n )   2685   2.   AL G O RI T H M   I M P L E M E NT A T I O N   I n   o r d er   to   d esig n   a n   al g o r ith m   f o r   p er f o r m i n g   an   n - tier   m o d elin g   o f   k e y   g e n er atio n   s y s te m ,   it  i s   r eq u ir ed   to   id en tify   s o m e   o f   t h e  u n iq u e  ele m e n ts   to   b e  u s e d   in   k e y   d e s ig n .   E m p h a s in g   o n   th e   f o r w ar d   an d   b ac k w ar d   s ec r ec y ,   t h e  p r o p o s ed   alg o r ith m   co n s id er s   th at   a   s en s o r   n o d e  b e  id en t if ied   u s in g   t h r ee   d if f er en t  ele m e n ts   w h er e   t w o   ele m e n t s   i 1   a n d   i 2   r ep r esen t  s tatic   f e atu r e  o f   n o d e  w h ile   th ir d   elem en t  i 3   r ep r esen t s   d y n a m ic  f ea t u r e  o f   n o d e.   T h e  p r o p o s ed   n - tier   m o d elin g   o f   k e y   m a n ag e m e n t  tec h n iq u e  in   W SN  is   ca r r ied   o u t  u s i n g   t w o   e s s e n tial  al g o r it h m s   v iz.   Alg o r it h m   f o r   g e n er atin g   a  s ec u r e  k e y   an d   Op ti m ized   A l g o r ith m   f o r   Secu r e  Ke y   Ge n er atio n .     T h e  f ir s t  alg o r it h m   is   r esp o n s ib le  f o r   en s u r i n g   t h e  f ac t  th at  th er e  s h o u ld   b e  p r esen ce   o f   ce r tai n   u n iq u e  k e y   w h en   t w o   s e n s o r   n o d es  f r o m   d i f f er e n t  cl u s ter s   p er f o r m   co m m u n icatio n   a m o n g   ea ch   o th er .   T h e   ter m   le v el  m ea n s   r o u ti n g   s ta g es  o f   d ata  a g g r eg atio n   i.e .   1 st   lev el   co r r esp o n d s   to   s ec u r in g   r o u te s   b et w ee n   m e m b er   n o d es a n d   cl u s ter h ea d ,   2 nd   lev el  co r r esp o n d s   to   th at   o f   cl u s ter h ea d   to   an o th er   cl u s ter h ea d ,   w h ile  th ir d   lev el  co r r esp o n d s   to   s ec u r i n g   lin k   b et w ee n   cl u s ter h ea d   to   s in k .   As  t h e  cl u s ter h ea d   b ea r s   en o u g h   p h y s ical   in f o r m atio n   o f   its   m e m b er   n o d e  alo n g   w it h   o t h er   i n f o r m ati o n   e. g .   b atter y   l if e,   b u f f er   etc ,   h e n ce   c h an ce s   o f   m e m b er   n o d e  b ein g   r o g u e  i s   n o t  co n s id er ed .   Hen ce ,   t h e  s t u d y   is   m o r e  d o m i n a n t  f o r   2 nd   a n d   3 rd   lev e l  o f   d ata  ag g r e g atio n .   Fo r   t h is   p u r p o s e,   th e  s y s te m   in i t iall y   co n s id er s   ass u m i n g   i n tr u d er   m o d u l e  th at   h a s   r ec e n tl y   in tr u d ed   th e  n et w o r k   eith er   u s i n g   in s id e  o r   o u ts id e  attac k in g   s tr ate g y .   T h e  d is cu s s io n   o f   th e  alg o r it h m   is   as f o llo w :     Alg o rit h m - 1 :   Alg o rit h m   f o r  G ener a t ing   a   Secure   k ey   I np ut :  τ   ( Sen s o r   k e y ) ,   θ  ( s en s o r   tag )   O utput : K   ( Secu r e  k e y )   Sta rt   1 .   in it τ ,   θ,     2 .   F o r   i=1 :n node   3 .           If   (i 3A ≠i 3B )   4 .                 If   ( p ≠ 0 )   5 .                     If   (γ 1 & &   γ 2 <τ)   6 .                           K= ψ( ( D ij | |   θ | |   θ) ,   ‘ S HA 3 ’ )   7 .                     E nd   8 .               E nd   9 .           E nd   1 0 .   E nd   E nd     T h e  p r im ar y   ass u m p tio n   o f   t h i s   alg o r it h m   is   to   r ea lize  t h e  p it f alls   o f   u s a g e  o f   s y m m etr ic  k e y s   d u r in g   th e  b r o ad ca s tin g   m ec h a n is m   o n   t h e  w ir ele s s   ch a n n els   o f   s en s o r   n et w o r k .   T h er ef o r e,   p o s s ib ilit y   o f   attac k i n g   th e  f ac to r y - b u il t  k e y s   ar e  q u i t e  h i g h a l w a y s .   T h er ef o r e,   th i s   alg o r ith m   d o es n ’ t  d ep en t   o n   u s i n g   f ac to r y - b u ilt   k e y s   f o r   s ec u r i n g   co m m u n ic atio n   r ath er   i ts   r e - co m p u te  d y n a m ical l  t h e  s ec r et  k e y   to   o f f er   m o r e  lev el   o f   s ec u r it y .   T h e  al g o r ith m   in itial izes  t h e  s en s o r   k e y   as  w ell  a s   s e n s o r   ta g s   ( L i n e - 1 ) ,   w h er e   ea ch   tag   b ea r s   t h e   n o v el   ch ar ec ter i s tics   o f   s en s o r   i.e .   i 1 ,   i 2 ,   an d   i 3 .   T h e  alg o r ith m   co m p ar es  th e  d y n a m ic  f ea t u r e  o f   th e  s e n s o r   A   i.e .   i 3A   w i th   t h at  o f   s e n s o r   B   i.e .   i 3B   ( L i n e - 3 ) .   T h is   o p er atio n   i s   ca r r ied   o u t  o n l y   f o r   co m m u n icati n g   n o d es  ( n node )   an d   o n l y   g e n u i n e  n o d e  is   ex p ec te d   to   h av e  d if f er e n t  d y n a m ic  f ea t u r es  o th er w is e   o n e  o f   th e  co m m u n icatin g   n o d es  is   co n s id er ed   to   b e  c o m p r o m is ed   if   t h e  d y n a m ic   f ea tu r e  f r o m   t w o   co m m u n icati n g   s en s o r s   is   f o u n d   to   b e  s a m e.   T h e  alg o r ith m   th en   ap p lies   a  p o l y n o m ial  f u n ctio n   o v er   th e  t w o - s tatic  f e a tu r e  o f   t h e  s e n s o r   n o d e  i.e .   f ( x ) (i 1 , i 2 ) .     I n   ca s e  o f   n o n - n e g ativ e   v al u e  o f   p o l y n o m ial  f u n ct io n   ( L in e - 4 ) ,   th e  m ath e m at ical  ex p r ess io n   i s   co n s id er ed   to   b e  v alid   an d   th e   alg o r ith m   f u r t h er   ch ec k s   f o r   th e  s ce n ar io   s h o w n   i n   L in e - 5 ,   w h er e  γ 1   an d   γ 2   ar e   co n s id er ed   to   b e   tw o   s u b - p o l y n o m ial  e x p r ess io n s   d er iv ed   f r o m   f ( x ) (i 1 ,   i 2 ) .   T h e  s ec u r e  k e y   is   g e n er ated   b y   ap p ly i n g   a n   en cr y p tio n   a lg o r ith m   o f   SH A 3   o v er   t h e  d o u b le  co n ca ten ated   d ata  o f   ( γ 1   an d   γ 2 )   an d   [ θ  θ] .   T h is   lead s   to   g e n er atio n   o f   a   s ec u r e  k e y   t h at  co u ld   b e  u s ed   f o r   s ec u r i n g   t h e  d ata  a g g r eg a tio n .   T h e  p r o p o s ed   s y s te m   ap p lies   S H A 3 ,   w h ic h   is   a  n o v el  cr y p tp g r ap h ic  alg o r ith m .   A n   i n ter esti n g   f ac t  to   f i n d   in   u s ag e  o f   t h i s   alg o r ith m   is   t h at  th er e  is   o n l y   o n e  s tep   o f   en cr y p tio n ,   w h ic h   s tates  t h at  th e  alg o r it h m   d o es  n o t  h av e  r ec u r s iv e   en cr y p tio n   o p er atio n   n o r   d o es   it  co u ld   b r in g   m o r e  a m o u n t  o f   n et w o r k   o v er h ea d .   O w i n g   to   in tellec tu al   u s ag e   o f   b o th   s tatic  a n d   d y n a m ic  c h ar ec ter is tic  o f   a   s e n s o r   n o d e,   t h is   a lg o r it h m   h a s   a  h i g h er   s u p p o r tab ilit y   o f   b o th   f o r w ar d   a n d   b ac k w ar d   s ec r e c y   t h at  i s   h ig h l y   e s s e n tial  t o   s ec u r i n g   co m m u n icat io n   i n   W SN.  An o t h er   i m p o r tan t  p o in t  to   o b s er v e  is   th at  SH A 3   is   co m p ar ati v el y   a   n e w   e n cr y p tio n   tec h n iq u e  wh ich   d o esn ’ t  h as   a   f u ll  s p ec i f icatio n   o f   i m p le m e n tatio n   ti ll  d ate  as   it  i s   q u i te  n o v e l.  He n ce ,   it  is   r eq u ir ed   to   f u r th er   o p ti m ize  th e   s ec u r it y   s tr e n g t h   o f   t h e  k e y   g e n er atio n   al g o r ith m   t h at  is   ca r r i ed   o u t in   n e x t sta g e  o f   i m p le m en tatio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 ,  A u g u s t   201 9   :   2 6 8 2   -   2690   2686   T h is   alg o r it h m   u s es  i m p r o v ed   v er s io n   o f   d i g ital  s i g n a tu r e  i n   o r d er   to   f u r t h er   o p ti m ize   th e  s ec u r it y   s tr en g th   o f   E llip tical   C u r v e   C r y p to g r ap h y   e m p h a s izi n g   o n   th e  p r iv ac y   an d   in te g r it y   i s s u es.   On e  o f   t h e  u n iq u e   f ac ts   ab o u t  u s a g e  o f   s u ch   p u b lic  k e y   en cr y p tio n   m ec h a n i s m   is   it s   ca p ab ilit y   to   g e n er ate  m u c h   n u m b er   o f   r o b u s t  s ec r et  k e y s .   Ho w e v er ,   th e  p r o p o s ed   s y s te m   d e v elo p s   a  s i m p le  o b j ec tiv e  f u n ct io n   to   s elec t  o n l y   o n e   s ec r et  k e y   o u t  o f   all  th e   p o s s ib ilit ies  o f   g en er atio n   o f   s ec r et  k e y   alter i n g   t h e  p r i m e  n u m b er s .   T h is   ca n   b e   co n tr o lled   b y   r es tr ictin g   t h e   o r d er   v alu e  o f   E llip tical  C u r v e  C r y p to g r ap h y .   He n ce ,   th e  o r d er   w it h   it s   co r r esp o n d in g   li m it  is   e m p h a s ized   in   th i s   alg o r it h m .   T h e  in itiatio n   o f   th e  al g o r ith m   ca ll s   f o r   f o r w ar d i n g   t h e   m es s ag e  b y   t h e  tr an s m it tin g   n o d e  to   th e  r ec eiv in g   s e n s o r s .   I n   o r d e r   to   co n tr o l  th e  n ec ess ar y   n et w o r k   an d   co m p u tatio n al  o v er h ea d ,   th e  a lg o r ith m   p er f o r m s   r an d o m   s elec tio n   o f   t h e  k e y   w it h   th e  l i m it  o f   1   an d   ( U - 1 ) .   T h er ef o r e,   th e  co m p lete  h y b r i d izatio n   p r o ce s s   o f   n - tier   m o d elin g   is   ca r r ied   o u t  co n s id er i n g   Di g ital  Si g n at u r e  an d   E llip tical  C u r v e  C r y p to g r ap h y .   T h e  s tep s   in v o l v ed   ar e  as f o llo w s :     Alg o rit h m - 2 :   O pti m ized  A lg o rit h m   f o r  Secure   K ey   G ene ra t io n   I np ut :  n   ( n u m b er   o f   co m m u n i ca tin g   n o d es)   O utput : K op   ( o p ti m ized   s ec u r e  k e y )   Sta rt   1 .   F o r   i=1 :n   2 .           If   α =0   3 .               Select  r 1   4 .         E ls e   5 .               C o m p u te  V 1   a n d   V 2   6 .         If   V 2 0   7 .             C o m p u te   α   8 .         E ls e   9 .             k op ( α ,   V 2 )   E nd     T h e  alg o r ith m   i m p le m e n t s   E llip tical  C u r v e  E n cr y p tio n   in   o r d e r   to   p er f o r m   o p ti m izati o n   w h ic h   p er f o r m s   o p ti m izat io n   to w ar d s   f u r t h er   in cr ea s in g   th e  s e cu r it y   s tr en g t h .   T h e  alg o r ith m   ch o o s es  al l  th e   co m m u n icati n g   n o d es  an d   ch ec k s   i f   α   is   eq u i v ale n t  to   ze r o   ( L in e - 2 ) .   T h e  co m p u tatio n   o f   α   is   ca r r ied   o u t  b y   s ca lar   m u ltip licatio n   o f   lo ca tio n   in f o r m atio n   o f   n o d e  w it h   h i g h e s t  li m it  o f   o r d er .   I n   ca s e  α =0   th a n   th e   alg o r ith m   r a n d o m l y   s e lects  a n   in te g er   t y p e   r 1  ( L i n e - 3 ) ;  o th er w i s e,   t h e  al g o r ith m   p er f o r m s   co m p u tatio n   o f   t w o   v ar iab les  V 1   an d   V 2   ( L i n e - 5 ) .   T h e  co m p u tatio n   o f   V 1   is   ca r r ied   o u t  b y   ap p l y i n g   an   e n cr y p tio n   f u n c tio n   o v er   co n tr o   m e s s a g e  an d   co m p u te d   α   v alu e  w h i le  th e  co m p u t atio n   o f   V 2   is   ca r r ied   o u t  b y   ad d in g   a  r an d o m   v ar iab le  w i th   t h e  p r o d u ct  o f   r 1   an d   u p p er   lim it  o f   o r d er .   T h e  alg o r ith m   f u r t h er   co m p u te s   α   if   V 2   is   f o u n d   to   b e   eq u iv ale n t  to   ze r o   ( L in e - 6 )   o t h er w is e  th e  e x tr ac tio n   o f   t h e  o p tim ized   k e y   k op   i s   ca r r ied   o u t  o v er   α   an d   V 2   ( L in e - 9 )   to   co m p lete   t h e  s tep   o f   o p ti m izat io n .   A  clo s er   lo o k   in to   t h e  ab o v e   alg o r it h m ic  s te p s   w ill  s h o w   th at   it   h y b r id s   t h e  ellip tical  c u r v e  c r y p to g r ap h y   w i th   t y p ical  s ig n atu r e  i n   o r d er   to   g en er ate  a  lig h t  w ei g h t  a n d   d y n a m ic  s ec u r it y   to k en   th at   is   r eq u ir ed   to   m ain tiai n   h ig h er   d eg r ee   o f   p r iv ac y   a s   w ell  a s   co n f id en tial it y .   At  t h e   s a m e  ti m e,   t h e  alg o r it h m   a ls o   co n tr ib u tes to   m in i m izatio n   o f   th e  co m p u ta tio n al  o v er h ea d   as  w e ll.        A f ter   th e  ex ec u tio n   o f   t h e  o p tim izatio n   p r o ce s s   is   o v er ,   th e  n ex t  s tep   is   to   p er f o r m   v alid ati o n   o p er atio n   th at  is   u s u al l y   ca r r i ed   o u t  o v er   th e  r ec ei v er   s id e  th at  as s u m e s   t h e  p o s s es s io n   o f   p u b lic  k e y   o f   t h e   s o u r ce   n o d e.   T h e  alg o r it h m   ab o r ts   an y   f o r m   o f   c o m m u n icati o n   if   its   f i n d s   ab s e n ce   o f   an y   n o n - ze r o   p u b lic  k e y   o th er w is e  i t  as s es s es  th e   n u m er ical  co n ten t  w it h i n   t h e  k e y .   T h e  n u m er ical  co n te n t  o f   t h is   k e y   i s   e x p ec ted   to   b e  w it h i n   t h e  r an g e  o f   o r d er   d ef i n ed   in   p r ev io u s   a lg o r it h m .   I n ter esti n g ,   if   th er e  i s   p r esen ce   o f   an y   n o n - i n teg e r   f o r m   o f   k e y   th a n   it  is   co n s id e r ed   to   b e  g en er ated   b y   m alici o u s   n o d e  an d   an y   co n n ec tio n   w it h   s u c h   n o d e  is   in s ta n tl y   d r o p p ed .   A p ar t  f r o m   th is   in f o r m a tio n   r elate d   to   s u ch   n o d e  as  w el l  as  n ei g h b o r in g   n o d es  o f   s u c h   v icti m /co m p r o m ized   n o d e  i s   i n s ta n tl y   u p d ated   to   all  t h e  o t h er   s en s o r   n o d es  f o r   ad d itio n al   s ec u r it y .   An o t h er   in ter esti n g   f ac t  is   t h at  t h e  al g o r ith m   d o es n ’ t  r ep ea t  th e  s a m e  s tep s   u s ed   in   e n cr y p tio n   o r   in   k e y   g e n er atio n   p r o ce s s ,   w h ic h   m a k e s   th e  p r o p o s ed   s y s te m   m o r e  r esis tiv e  to w ar d s   b ac k w ar d   s ec r ec y .   I n   s u ch   ca s e,   t h e   alg o r ith m   co n s id er s   th e   lo c atio n - b ased   in f o r m at io n   in   o r d er   to   p er f o r m   v alid atio n   ap ar t  f r o m   u s ag e   o f   V 1 .   T h e  r ea s o n   b eh in d   s ele ctio n   o f   lo ca tio n - b ased   in f o r m atio n   is   n o t  to   r etain   p r io r ly - u s ed   d y n a m ic  f ea tu r e   i.e .   ti m e - s ta m p   b u t  to   r ep lace   it  w ith   lo ca tio n .   T h is   d esi g n   p r in cip le  s ig n i f ica n tl y   r ed u ce s   n et w o r k   o v er h ea d   as  w ell  as  co m p u tatio n al  o v er h ea d   to o   to   a  lar g e  ex ten t.   T h e  alg o r ith m   d o es n ’ t  allo w   t h e  r o u ti n g   to   b e  co n f ir m   a n d   ab o r ts   th e  co n n ec tio n   o n ce   t h e  f ir s t  s ta g e  o f   v al id atio n   its el f   f ail s .   Hen ce ,   in   a   s m ar t  m a n n er ,   t h e   alg o r ith m   o f f er s   s ec u r it y   to   i ts   n e ig h b o r in g   n o d es  al s o .   Mo r eo v er ,   o w in g   to   u tili za t i o n   o f   n o n - r ec u r s iv e   ap p r o ac h ,   th e  alg o r ith m   o f f e r s   s ig n i f ica n t  ad v a n ta g e  in   te r m s   o f   co m m u n icatio n   ef f ici en c y   w i th   r ed u ce d   co m p u tatio n al  b u r d en   ap ar t f r o m   i ts   s ec u r it y   ca p ab ilit y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       N - t ier mo d ellin g   o f ro b u s t k ey   ma n a g eme n t f o r   s ec u r e  d a ta   a g g r eg a tio n   in   w ir eless   ....   ( Jy o ti Meta n )   2687   3.   RE SU L T S  AND   AN AL Y SI S   T h e  im p le m en tatio n   o f   th e  p r o p o s ed   s tu d y   h a s   b ee n   ca r r ied   o u t  co n s id er in g   I E E E   8 0 2 . 1 5   MA C   p r o to co ls   w h er e  t h e  s e n s o r s   ar e  in itia lized   to   0 . 5   jo u les o f   e n er g y .   C o n s id er in g   1 1 0 0 x 1 2 0 0 m 2   s i m u lat io n   ar ea ,   th e  r esu lt s   h a v e  b ee n   ca p tu r ed   f o r   6 0 0 - 1 0 0 0   s en s o r   n o d es  o v er   1 0 0 0   s im u latio n   r o u n d s   w it h   b ea co n   s ize  o f   2 5 0   b y tes   an d   p ac k e t  s ize   o f   1 0 0 0   b y tes.  Fo r   b etter   an al y s is ,   t h e  p r o p o s ed   s y s te m   p er f o r m s   co m p ar ati v e   an la y s i s   w ith   t h e  e x is t in g   s y s t e m   w it h   r esp ec t to   ea ch   alg o r i th m   i m p le m e n tatio n .     T h e  f ir s t  alg o r it h m   to w ar d s   g en er ati n g   s ec u r e  k e y   i s   co m p ar ed   w it h   th e  w o r k   c ar r ied   o u t   b y   T an g   [ 3 5 ]   an d   R o y   [ 3 6 ]   o w i n g   to   s i m iliar it y   i n   t h e  r e s ea r ch   g o al   to w ar d s   r esi s ti n g   p o ten tial  attac k s   i n   W SNe. g .   f lo o d in g   attac k ,   s in k h o le  attac k ,   S y b il  attac k ,   etc.   T h e  o u tco m e  s h o w s   th at  p r o p o s ed   s y s te m   o f f er s   s ig n i f ica n tl y   le s s   d ela y   as  co m p ar ed   to   ex is t in g   s y s te m   as  s h o w n   i n   Fi g u r e  2   an d   m o r e  en er g y   r ete n tio n   as  s h o w n   in   Fi g u r e  3 .   T h e  p r im e   r ea s o n   b eh i n d   th i s   is   t h at  t h e   ex its in g   ap p r o ac h es  o f   T an g   [ 3 5 ]   an d   R o y   [ 3 6 ]   h av e  in cr ea s in g l y   u s ed   h i g h e r   n u m b er   o f   r ec u r s iv e  s tep s   in   o r d er   to   o f f er   r esis tan ce   a g ain s t s   m a x i m u m   n u m b er   o f   d ef i n ed   t h r ea ts .   T h is   ca u s es   t h e  al g o r ith m   to   f o c u s   m o r e  o n   s ec u r it y   a n d   les s   o n   its   ad v er s e   ef f ec t   to w ar d s   co m m u n icatio n   p r o ce s s .   Ho w ev er ,   t h e  p r o p o s ed   alg o r ih m   i s   co m p letel y   f r ee   o f   a n y   s u ch   f ea t u r es.  I n   d u e  co u r s e  o f   ti m e,   p r o p o s ed   alg o r ith m   o f f er s   b etter   r esu lts .   T h is   f ac t  is   f u r th er   v er i f ied   w ith   r esp ec t  to   r esp o n s e  ti m e  a s   s h o w n   i n   Fig u r e  4 .   W h e n   co m p ar ed   with   t h e  s tan d ar d   an d   f r eq u e n t l y   u s ed   e n cr y p tio n   alg o r ith m s   e. g .   MD 5 ,   SH A - 1 ,   SH A - 2 ,   an d   b lo w f is h ,   t h e  p r o p o s ed   s tu d y   i s   f o u n d   to   o f f er   f aster   r esp o n s e   ti m e.   T h i s   e v id en t l y   p r o v es  th at  p r o p o s ed   alg o r ith m   f o r   g en er atin g   a  k e y   i s   le s s   co m p u tati o n all y   co m p le x   a n d   th er ef o r e  is   h ig h l y   s ca lab le  i n   n atu r e  o f   i m p le m e n tatio n .           Fig u r e  2 .   Dela y   p er f o r m a n ce       Fig u r e  3 .   R esid u al  e n er g y   p er f o r m a n ce           Fig u r e  4 .   R esp o n s e  ti m e  a n al y s is   w it h   s ta n d ar d   en cr y p tio n   te ch n iq u es       T h e  r esu lt  s h o w n   in   Fi g u r e   5   u n ti l  Fi g u r e  8   r ep r esen t s   th e  o u tco m e  o f   o p ti m ized   alg o r ith m   i m p le m en ta tio n ,   w h ic h   is   th e   s ec o n d   alg o r it h m   i n   t h is   p ap er .   I t  s h o u ld   b e  k n o w n   t h at  AE S   is   o n e  o f   t h e  m o s t   s ec u r ed   en cr y p tio n   alg o r it h m s   ad o p ted   w o r ld   w id e  o w in g   to   its   li g h t w eig h t o p er atio n s   i n   a n y   d e v ice.   A   clo s er   lo o k   in to   Fig . 5   w ill  s h o w   t h at   p r o p o s ed   s y s te m   o f f er s   b etter   d elay   co n tr o l  ev e n   co m p ar ed   to   A E S.  Alth o u g h ,   SH A - 2   is   f o u n d   to   o f f er   s li g h t l y   r ed u ce d   d elay   t h a n   A E S,  b u t  th e y   ar e  n ev er   r ec o m m e n d ed   to b e  u s ed   o w i n g   to   its   d ep en d en cie s   o v er   h ig h e r   v alu e  o f   k e y   s izes.  A p ar t  f r o m   t h is ,   p r o p o s ed   s y s te  also   e x h ib its   b etter   e n er g y   co n s er v atio n   as  co m p ar ed   to   ex is ti n g   A E S  o r   SH A - 2 .   I t  s h o u ld   b e  k n o w n   t h atp r o p o s ed   s y s te m   d o esn ’ t   co m p lete l y   i m p le m en t  SH A 3   as  co m p lete  s p ec if icat io n   o f   SHA 3   is   y et  n o t  a v ailab le.   Ho w e v er ,   a  s lig h t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 ,  A u g u s t   201 9   :   2 6 8 2   -   2690   2688   in itiat iv e  to w ar d s   SH A 3   d ev el o p m e n t  s h o w s   m u c h   b etter   en er g y   co n s er v at io n   f o r   p r o p o s e d   s y s te m ,   w h ic h   i s   tr u l y   a  co n tr ib u tio n   to w ar d s   e n er g y   e f f icie n t  s ec u r it y   s y s te m   o v er   W SN.  T h e  p r o p o s ed   n - tier   m o d eli n g   ca n   th er eb y   b e  clai m ed   to   o f f er   r ed u ce d   d elay   o v er   in cr ea s ize  p ac k et  s ize  an d   h ig h er   co n tr o l  o f   en er g y   d ep letio n   o v er   in cr ea s e  o f   i n cl u s io n   o f   n u m b er   o f   s e n s o r s .           Fig u r e  5 .   Dela y   an al y s is   w it h   s tan d ar d   en cr y p ti on         Fig u r e  6 .   E n er g y   co n s u m p tio n   an al y s is   w it h   s tan d ar d   en cr y p tio n           Fig u r e  7 .   P ac k et  d eliv er y   r atio   an al y s is   w it h   s tan d ar d   en cr y p tio n           Fig u r e  8 .   Op ti m izatio n   alg o r it h m   p r o ce s s i n g   ti m e  a n al y s is       Fro m   th e  d ata - d eli v er y   v ie w p o in t,  p r o p o s ed   s y s te m   i s   f o u n d   to   o f f er   in cr ea s ed   p ac k et  d eliv er y   r atio   w it h   in cr ea s i n g   o f   n u m b er   o f   n eig h b o r in g   n o d es  as  s h o w n   i n   Fi g u r e  7 .   O w i n g   to   n o n - i n cl u s io n   o f   a n y   k in d s   o f   iter ati v e  s tep s ,   th e  p r o p o s ed   s tu d y   o f f er s   g o o d   d ea l  o f   p ac k et  d eliv er y   r atio .   I n   co n t r ast  to   th e  e x i s ti n g   s y s te m .   T o tal  ti m e  f o r   an   o p ti m ized   alg o r it h m   ex ec u tio n   is   also   ass es s ed   w it h   r esp ec t  to   it er atio n s   to   f i n d   t h at  p r o p o s ed   s y s te m   o f f er s   h ig h l y   r ed u ce d   alg o r ith m   p r o ce s s i n g   ti m e.   A   clo s er   lo o k   in to   Fi g u r e  4   an d   Fi g u r e  8  w il l  s h o w   th at  o p ti m izatio n   p o s itiv el y   co n tr ib u tes  to   r ed u ce   th e  al g o r it h m   p r o ce s s i n g   ti m e  o f   p r o p o s ed   s y s te m ,   w h er e  p r io r l y   it   w as   1 . 9   s ec o n d s   a n d   later   a f ter   o p ti m izat io n ,   it   r es u lts   i n   le s s   th an   0 . 3 5   s ec o n d s .   I t   also   h ig h li g h ts   t h a t  p er f o r m an ce   o f   E llip tical  C u r v e  C r y p to g r ap h y   i s   h i g h l y   i m p r o v ed   an d   it  is   n o w   ca p ab le   o f   o f f er i n g   s ec u r e  k e y   m an a g e m e n t   as   f a s t   as  p o s s ib le  a n d   is   b etter   t h a n   a n y   f r eq u en tl y   u s ed   en cr y p tio n   tech n iq u e  o r   ap p r o ac h es p r ac ti ce d   in   p r esen t ti m es.       4.   CO NCLU SI O N   T h e  p a p e r   h as  p r es en te d   an   a n aly tical  m o d el  w ith   th e  b ase   id ea   th at  –   w h en   a  clu s te r h e ad   u s es  a   co m p r o m is ed   k ey   o r   w ea k er   v er s i o n   o f   an y   s ec r e t  k ey ,   it   n o t   o n ly   v ictim izes  its e lf   b u t   als o   m ak e  th e  c o m p lete  n etw o r k   v u ln er a b le .   Du r in g   d ata  ag g r eg a ti o n ,   a  cl u s t er h e a d   m u s t  f o cu s   o n   f o r w ar d in g   an   ag g r eg at e d   d at a  an d   less   o n   p er f o r m in g   au th en tica t io n ,   w h ich   w ill  m ea n   th at  an   alg o r ith m   s h o u ld   h av e  f aster   r e s p o n s e  tim e  to   k ee p   a  p ac e   w ith   th e  r ate  o f   d at a  ag g r eg at io n .   T h e r ef o r e ,   th e  p r o p o s e d   a lg o r ith m   o f f er s   f o ll o w in g   co n t r i b u ti o n   v iz.   i)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       N - t ier mo d ellin g   o f ro b u s t k ey   ma n a g eme n t f o r   s ec u r e  d a ta   a g g r eg a tio n   in   w ir eless   ....   ( Jy o ti Meta n )   2689   th e  c o m p let e  m o d e lin g   is   ca r r i ed   o u t  u s in g   n - ti er   a r ch it ec tu r e   th at  h as   n o t   b ee n   att em p ted   p r ev i o u s ly   in   W SN .   T h e  a d v an tag e  o f   th is   m o d elin g   is   its   cl o s e r   a cc e p t an c e  to w ar d s   in d u s r ia l  m o d el in g   th er e b y   s h o w in g   ap p li ca b i lity   o f   p r o p o s e d   c o n ce p t,  ii )   th e  c o m p let e  w o r k   is   m ad e  f o r   r esis t in g   m ax i m u m   n u m b er   o f   le th al   th r e at  an d   i ts   n ev er   m ea n t  f o r   ad d r ess in g   o n ly   o n e  f o r m   o f   th r e ats,  u n lik e  ex is tin g   s y s te m ,   iii )   th e  p r o p o s e d   s y s te m   r etain s   a  g o o d   b al a n ce   b e tw ee n   s ec u r ity   an d   d at a  d eliv e r y   p er f o r m an ce   u s in g   n o n - r ec u r s iv e   o p tim izati o n   s te p s .       RE F E R E NC E S     [1 ]   R.   G ra v i n a ,   e t   a l . ,  “ I n teg ra ti o n ,   I n t e rc o n n e c t i o n ,   a n d   I n ter o p e ra b i li ty   o f   I o T   S y ste m s, ”   S p r in g e r ,   2 0 1 7 .   [2 ]   F .   Al - T u r jm a n ,  “ C o g n i ti v e   S e n s o r s a n d   I o T :   A rc h i tec t u re ,   D e p l o y m e n t,   a n d   Da ta  De l iv e ry , ”   CR C   P re ss ,   2 0 1 7 .   [3 ]   Z.   Z h a n g ,   e t  a l . ,  “ A   S u rv e y   o n   F a u l t  Dia g n o s is  i n   W i re le s s  S e n s o r   Ne tw o rk s, ”   I EE E  Acc e s s ,   v o l .   6 ,   p p .   1 1 3 4 9 - 1 1 3 6 4 ,   2 0 1 8 .   [4 ]   S .   B o u b ic h e ,   e t  a l . ,  “ B ig   Da ta   C h a ll e n g e s  a n d   Da ta   A g g re g a t i o n   S t ra t e g i e s   i n   W ir e le ss   S e n s o r  Ne tw o rk s , ”   I EE E   Acc e ss ,   v o l .   6 ,   p p .   2 0 5 5 8 - 2 0 5 7 1 ,   2 0 1 8 .   [5 ]   H.  He j a z i ,   e t  a l . ,  “ S u rv e y   o f   p l a tf o r m s  f o r  m a ss iv e   I o T , ”   2 0 1 8   IEE E  I n te r n a t i o n a l  C o n fe re n c e   o n   F u t u re   I o T   T e c h n o l o g ies   ( F u t u r e   I o T ) ,   Eg e r ,   p p .   1 - 8 ,  2 0 1 8 .   [6 ]   I.   I.   L y so g o r,   e t   a l . ,  “ S u rv e y   o f   d a ta  e x c h a n g e   f o rm a ts   f o r   h e te r o g e n e o u s  L P W A N - sa te l li te  Io T   n e tw o rk s , ”   2018  M o sc o w  W o rk s h o p   o n   E lec tr o n ic   a n d   Ne tw o rk i n g   T e c h n o lo g ies   ( M W EN T ) ,   M o sc o w ,   p p .   1 - 5 ,  2 0 1 8 .   [7 ]   E.   Kim   a n d   C .   Ke u m ,   “ T r u s tw o r t h y   g a tew a y   s y ste m   p r o v i d in g   Io T   tr u s t  d o m a i n   o f   sm a rt  h o m e , ”   2 0 1 7   N i n t h   In ter n a ti o n a l  C o n fer e n c e   o n   U b i q u i t o u s   a n d   F u t u r e   Ne t w o rk s   ( ICU FN) ,   M i la n ,   p p .   5 5 1 - 553 ,  2017 .   [8 ]   S .   H.   C h o i ,   e t  a l . ,  “ W ire les s  i n t ru si o n   p r e v e n t i o n   sy ste m   u s i n g   d y n a m ic  ra n d o m   f o re s t  a g a i n s t  w irele s s  M A C  sp o o f i n g   a t tac k , ”   2 0 1 7   I EE E   C o n f e re n c e   o n   De p e n d a b l e   a n d   S e c u re   C o m p u ti n g ,   T a i p e i ,   p p .   1 3 1 - 137 ,  2017 .   [9 ]   Z.   Q i n ,   e t  a l . ,  “ A   S u rv e y   o f   P r o x y   Re - E n c ry p t i o n   f o r  S e c u re   Da ta   S h a r i n g   i n   Cl o u d   C o m p u ti n g , ”   IE E E  T r a n s a c ti o n s   o n   S e rv i c e s   C o m p u ti n g ,  2016 .   [1 0 ]   B.   B h u s h a n   a n d   G .   S a h o o ,   “ A   c o m p r e h e n siv e   s u rv e y   o f   se c u re   a n d   e n e rg y   e ff icie n t  ro u t in g   p r o t o c o ls  a n d   d a t a   c o ll e c t i o n   a p p r o a c h e s  i n   w ire les s  se n s o r   n e tw o rk s , ”   2 0 1 7   I n ter n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S i g n a l   Pr o c e ss i n g   a n d   Co mm u n ic a ti o n   ( IC S PC ) ,   C o im b a to re ,   p p .   2 9 4 - 2 9 9 ,  2 0 1 7 .   [1 1 ]   J.  M e ta n   a n d   K .   N .   Na ra s im h a   M u r t h y ,   “ G r o u p   Ke y   M a n a g e m e n t  T e c h n i q u e   b a se d   o n   L o g ic -   Ke y   T re e   i n   t h e   F i e l d   o f   W i re le ss   S e n so r   Ne tw o rk , ”   I n t e rn a ti o n a l  J o u r n a l  o f   C o m p u ter   A p p l ic a ti o n s ,   v o l /i s s u e :   117 ( 12 ) ,   2 0 1 5 .   [1 2 ]   E.   N u re l lar i ,   e t  a l . ,  “ A   S e c u re   O p t im u m   Distr i b u te d   De tec ti o n   S c h e m e   in   Un d e r - A tt a c k   W ire les s  S e n so r  Ne tw o rk s , ”   IE EE   T r a n s a c ti o n s   o n   S i g n a l   a n d   In f o rm a ti o n   P r o c e ss i n g   o v e r  Ne tw o rk s ,   v o l /i ss u e :   4 ( 2 ) ,   p p .   3 2 5 - 3 3 7 ,   2 0 1 8 .   [1 3 ]   X.  Ya n g ,   e t  a l . ,  “ C S I - b a se d   l o w - d u ty - c y c le w irel e ss   m u l ti m e d ia se n so r  n e tw o rk   f o r  se c u r i ty   m o n it o ri n g , ”   E lec t r o n ic s   L e t ter s ,   v o l /i ss u e :   54 ( 5 ) ,   p p .   3 2 3 - 3 2 4 ,   2 0 1 8 .   [1 4 ]   M .   M .   R a n a ,   “ A tt a c k   Re s il ie n t   W irele ss   S e n s o r   Ne tw o rk s  f o r  S m a rt  E le c t ri c   V e h icle s, ”   IE EE   S e n s o r s  L e t ter s ,  v o l / iss u e :   1 ( 2 ) ,   p p .   1 - 4 ,   2 0 1 7 .   [1 5 ]   Y.  G u a n   a n d   X.  G e ,   “ D is tr i b u te d   S e c u re   Es t im a ti o n   Ov e r  W i re le ss   S e n s o r   Ne tw o rk s  A g a i n s t  Ra n d o m   M u l t ic h a n n e l   Ja m m in g   A tt a c k s , ”   I EE E   Ac c e ss ,   v o l .   5 ,   p p .   1 0 8 5 8 - 1 0 8 7 0 ,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   C.   Y .   W e i,   e t  a l . ,  “ L o c a l  T h r e s h o l d   De s ig n   f o r  T a rg e t  L o c a li z a t i o n   Us i n g   E rr o r  Co rre c t i n g   C o d e s  i n   W irele ss   S e n s o r   Ne tw o rk s  i n   t h e   P re s e n c e   o f   B y z a n ti n e   A t tac k s , ”   I E EE   T r a n s a c ti o n s  o n   I n f o r ma t i o n   F o re n sic s   a n d   S e c u r it y ,  v o l / iss u e :   12 ( 7 ) ,   p p .   1 5 7 1 - 1 5 8 4 ,   2 0 1 7 .   [1 7 ]   Y.  Z o u   a n d   G .   W a n g ,   “ I n t e rc e p t  Be h a v i o r  A n a ly sis  o f   I n d u s tr ia l  W ir e les s  S e n s o r  Ne tw o rk s  i n   t h e   P re s e n c e   o f   Eav e s d r o p p i n g   A t tac k , ”   IE EE   T r a n s a c ti o n s   o n   I n d u s tri a l   I n f o rm a t ic s ,   v o l /i s su e :   12 ( 2 ) ,   p p .   7 8 0 - 7 8 7 ,   2 0 1 6 .   [1 8 ]   Y.  De n g ,   e t  a l . ,  “ P h y s ica l  L a y e r  S e c u r it y   i n   T h re e - T ier   W ire l e ss   S e n s o r  Ne tw o rk s :  A   S to c h a sti c   G e o m e try   A p p ro a c h , ”   I E EE   T r a n s a c ti o n s   o n   I n f o rm a t i o n   F o re n sic s   a n d   S e c u ri ty ,   v o l / iss u e :   11 ( 6 ) ,   p p .   1 1 2 8 - 1 1 3 8 ,   2 0 1 6 .   [1 9 ]   J.  L i ,   e t  a l . ,  “ S e c u ri ty   DV - h o p   l o c a li sa t i o n   a lg o ri t h m   a g a i n s t  w o rm h o le  a t tac k   i n   w ire les s  se n s o r   n e tw o rk , ”   I E T   W ire l e ss   S e n s o r   S y s tem s ,   v o l / iss u e :   8 ( 2 ) ,   p p .   6 8 - 7 5 ,   2 0 1 8 .   [2 0 ]   D.  K im   a n d   S .   A n ,   “ P K C - Ba se d   D o S   A t tac k s - Re s is ta n t  S c h e m e   i n   W i re l e ss   S e n s o r  Ne tw o rk s , ”   I EE E  S e n s o rs   J o u r n a l ,   v o l /i ss u e :   16 ( 8 ) ,   p p .   2 2 1 7 - 2 2 1 8 ,   2 0 1 6 .   [2 1 ]   P .   G o p e ,   e t  a l . ,  “ Re s il ie n c e   o f   Do S   A tt a c k s  i n   De s ig n i n g   A n o n y m o u s  Us e r  A u t h e n ti c a t i o n   P r o t o c o l  f o r  W ire les s   S e n s o r   Ne tw o rk s, ”   IE EE   S e n s o r s  J o u r n a l ,   v o l /i ss u e :   17 ( 2 ) ,   p p .   4 9 8 - 5 0 3 ,   2 0 1 7 .   [2 2 ]   J.  W u ,   e t  a l . ,  “ A   Hie ra rc h ica l  S e c u r i ty   F ra m e w o rk   f o r  De f e n d i n g   A g a in s t  S o p h is ti c a te d   A tt a c k s  o n   W irele ss   S e n s o r   Ne tw o rk s  i n   S m a rt   C i ti e s, ”   I E EE   Acc e ss ,   v o l .   4 ,   p p .   4 1 6 - 4 2 4 ,   2 0 1 6 .   [2 3 ]   J.  Z h a o ,   “ O n   Re s il ie n c e   a n d   C o n n e c ti v it y   o f   S e c u re   W i re le ss   S e n s o r  Ne tw o rk s  u n d e r  N o d e   Ca p t u re   A tt a c k s, ”   IE E E  T r a n s a c ti o n s   o n   I n f o r m a t i o n   F o re n s ics   a n d   S e c u r i ty ,   v o l / iss u e :   12 ( 3 ) ,   p p .   5 5 7 - 5 7 1 ,   2 0 1 7 .   [2 4 ]   X.  G o n g ,   e t   a l . ,  “ C o o p e ra ti v e   se c u r i ty   c o m m u n i c a t i o n s  d e sig n   w it h   im p e rf e c t  c h a n n e l  sta te   i n f o rm a ti o n   i n   w i re l e ss   se n s o r   n e tw o rk s , ”   IE T   W ir e le ss   S e n s o r   S y s tem s ,   v o l /i ss u e :   6 ( 2 ) ,   p p .   3 5 - 4 1 ,   2 016.   [2 5 ]   J.  Re n ,   et   al . ,  “ A d a p t iv e   a n d   Ch a n n e l - A w a re   De tec t i o n   o f   S e lec t iv e   F o rw a rd i n g   A tt a c k s  in   W irel e ss   S e n so r   Ne tw o rk s, ”   IE EE   T r a n s a c ti o n s   o n   W ir e les s  C o mm u n ic a t i o n s ,   v o l / is su e :   15 ( 5 ) ,   p p .   3 7 1 8 - 3 7 3 1 ,   2 0 1 6 .   [2 6 ]   H.  A l - Ha m a d i  a n d   I.   R .   C h e n ,   “ A d a p ti v e   Ne tw o rk   De f e n se   M a n a g e m e n t   f o r  C o u n ter i n g   S m a rt  A tt a c k   a n d   S e lec t iv e   Ca p t u re   i n   W ire les s  S e n s o r  Ne t w o rk s , ”   IE E E  T r a n s a c t i o n s  o n   Ne t wo rk   a n d   S e rv ice   M a n a g e me n t ,   v o l / iss u e :   12 ( 3 ) ,  p p .   4 5 1 - 4 6 6 ,   2 0 1 5 .   [2 7 ]   S .   I .   C h u ,   e t   a l . ,  “ A u t h e n t ica ti o n   P r o t o c o l  De s ig n   a n d   L o w - C o s t  Ke y   E n c ry p ti o n   F u n c t i o n   Im p l e m e n ta ti o n   f o r   W irele ss   S e n so r   Ne tw o rk s , ”   I EE E   S y s tem s   J o u r n a l ,   v o l /i s s u e :   11 ( 4 ) ,   p p .   2 7 1 8 - 2 7 2 5 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 ,  A u g u s t   201 9   :   2 6 8 2   -   2690   2690   [2 8 ]   C.   T .   H s u e h ,   e t   a l . ,  “ A   S e c u r e   S c h e m e   a g a in st   P o w e r   Ex h a u s ti n g   A t tac k s  i n   Hie ra rc h ica l  W i re les s   S e n so r  Ne tw o rk s, ”   IE EE   S e n s o rs   J o u r n a l ,   v o l / iss u e :   15 ( 6 ) ,  p p .   3 5 9 0 - 3 6 0 2 ,   2015.   [2 9 ]   C.   M .   P i n t e a ,   e t  a l . ,  “ De n ia l  jam m in g   a tt a c k s  o n   w ire les s  se n s o r  n e t w o rk   u s i n g   se n si ti v e   a g e n ts , ”   L o g i c   J o u r n a l  o f  th e   IGP L ,  v o l / iss u e :   24 ( 1 ) ,   p p .   9 2 - 103,   2016.   [3 0 ]   G .   Ha n ,   e t   a l . ,  “ I n tr u si o n   De te c t i o n   A lg o r it h m   Ba s e d   o n   Ne ig h b o r   I n f o rm a t i o n   a g a i n st   S i n k h o le   A tt a c k   i n   W ire les s   S e n s o r   Ne tw o rk s, ”   T h e   C o m p u ter   J o u r n a l ,   v o l /i ss u e :   58 ( 6 ) ,   p p .   1 2 8 0 - 1 2 9 2 ,   2 0 1 5 .   [3 1 ]   R.   S o o sa h a b i  a n d   M .   N .  P o u r ,   “ S c a la b le  P H Y - L a y e r  S e c u r i ty   f o r  D ist ri b u te d   De tec ti o n   i n   W irele ss   S e n s o r   Ne tw o rk s, ”   2 0 1 2   I EE E  Ve h ic u l a r   T e c h n o l o g y   C o n fer e n c e   ( V T C   F a l l) ,   Q u e b e c   Ci ty ,   QC ,   p p .   1 - 5 ,  2012 .   [3 2 ]   J .   M e ta n   a n d   K.  N.   N .   M u r t h y ,   “ F S DA :  F ra m e w o rk   f o r  S e c u re   D a ta  A g g re g a t i o n   i n   W i re le ss   S e n s o r   Ne tw o rk   f o r   E n h a n c i n g   Ke y   M a n a g e m e n t , ”   I n t e r n a t i o n a l  J o u r n a l  o f  El e c tr ic a l  a n d   C o m p u t e r  E n g i n e e ri n g   ( IJ EC E) ,  v ol / iss u e :   8 ( 6 ) ,   p p .   4 6 8 4 - 4 6 9 2 ,   2 0 1 8 .   [3 3 ]   B.   E .   M a n j u n a t h   a n d   P .   V .   Ra o ,   “ Ba la n c i n g   T ra d e   o f f   b e tw e e n   Da t a   S e c u r it y   a n d   E n e rg y   M o d e l  f o r  W irele ss   S e n s o r  Ne tw o rk , ”   I n ter n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E lec tr ic a l   a n d   C o m p u ter   E n g i n e e r i n g   ( IJ EC E) ,  v ol / iss u e :  8 ( 2 ) ,   p p .   1 0 4 8 - 1 0 5 5 ,   2018 .   [3 4 ]   E .   F issa o u i,   e t  a l . ,   “ S c a la b i li ty   a w a re   e n e rg y   c o n su m p t i o n   a n d   d i ss i p a ti o n   m o d e l s  f o r  w ire les s  s e n s o r  n e tw o rk s ,”   In ter n a ti o n a l  J o u r n a l   o f   E lec tri c a l  a n d   C o m p u ter   E n g i n e e r i n g   ( IJ E CE) ,  v ol /i ss u e :   7 ( 1 ) ,   p p . 4 2 4 - 4 3 1 ,   2 0 1 7 .   [3 5 ]   D.  T a n g ,   e t  a l . ,   “ C o st - a w a re   se c u re   r o u t i n g   ( CA S E R)  p ro t o c o l  d e s i g n   f o r  w i re le ss   se n s o r  n e tw o rk s ,”   IE EE   T r a n s .   P a r a l le l  D is tr i b .   S y s t. ,   v o l .   26,   p p .   9 6 0 - 973 ,   2013 .   [3 6 ]   S.  R o y   a n d   A .   K.   Da s ,   “ S e c u re   h i e ra rc h ica l  r o u t i n g   p r o t o c o l  (S HR P )  f o r  w irele ss   se n s o r  n e tw o rk ,”   i n   J .   L .   M a u r i ,   e t   al . ,   (e d s . ) ,   S S CC   2 0 1 4 .   C CI S ,   v o l .   4 6 7 ,   p p .   2 0 - 29 ,  2 0 1 4 .         B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        J y o ti  M e ta n   h a s  r e c e i v e d   B. E.   fro m   P u n e   Un iv e rsity ,   P u n e ,   In d i a   in   2 0 0 2   a n d   M .   T e c h   f ro m   V T U,  Ba n g a lo re ,   In d ia  in   2 0 0 9 .   S h e   jo i n e d   De p a rtm e n t  o f   Co m p u ter  S c ien c e   &   En g in e e rin g ,   A CS   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   Ba n g a lo re   a s   A ss istan t  P ro f e ss o r  sin c e   2 0 1 2 .   He r  re se a rc h   in tere st  in c lu d e s  Cry p to g ra p h y ,   W irele ss   S e n so r  Ne tw o rk s  a n d   S e c u rit y .   S h e   is  a   L ife  M e m b e r  o f   th e   In d ian   S o c iety   f o r  T e c h n ica l  Ed u c a ti o n   (IS T E).           K .   N .   Na r a sh in h a   M u r th y   re c e iv e d   h is  P h D  f ro m   A n a a   Un iv e r sity ,   Ch e n n a i,   In d ia  in   2 0 1 3 .   His  re se a rc h   a re a   in c lu d e s  Im a g e   p ro c e ss in g ,   W irele ss   S e n so r  Ne tw o rk ,   S e c u rit y   a n d   Ke y   M a n a g m e n e t.   A t  p re se n t  h e   is  w o rk in g   a s  a   P ro f e ss o r  in   th e   d e p a rtm e n t  o f   f a c u lt y   o f  e n g in e e rin g ,   Ch rist  U n iv e rsity ,   B a n a g lo re ,   In d ia.  He   is  h a v in g   m o re   th a n   1 7   y e a rs  o f   tea c h in g   e x p e rien c e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.