I n d on e s ian   Jou r n al   o f   E lec t r ica l   E n gin e e r in g  a n d   Com p u t e r   S c ience   Vo l .   3 6 ,   N o .   2 ,  N o v e m b e r   20 24 ,   pp.   1 226 ~ 1 233   I S S N:  2 502 - 4 7 52 ,   DO I :  10 . 11591/i j e e cs .v 3 6 . i 2 . pp 1 226 - 1 233             1226     Jou r n al  h o m e page :  ht tp: // ij e e cs . iaes c or e . c om   DD o S - at t a c k s  p r e ve n t io n  u si n g M in E - D T  an  ad a p t iv e  se c u r ity   an d  e n e r gy  op t im i z at io n  i n t e gr at io n  of  N IP S  i n   w ir e le ss  s e n sor   n e t w or k s       B h ar at h i  Ram ac h an d r a 1 , 2 , 3 ,  T .   P .   S u r e k h a 2 ,4   1 D e pa r tm e nt   of  E l e c tr o ni c s  a nd C o mm uni c a ti o n E ng in e e r in g ,  V id y a v a r dha ka  C o ll e g e   of   E ngi ne e r in g, M y s ur u, I ndi a   2 V is ve s v a r a y a   T e c hn o l o gi c a l  U ni ve r s it y , B e lg a um,  K a r na ta ka , I ndi a   3 D e pa r tm e nt   of  E l e c tr o ni c s  a nd C o mm uni c a ti o n E ng in e e r in g ,  G S S S  I ns ti tu t e   of  E ng in e e r in g  a nd   T e c hn o l o g y   f or  W o m e n, M y s ur u, I ndi a   4 D e pa r tm e nt   of  E l e c tr o ni c s  a nd C o mm uni c a ti o n E ng in e e r in g,   V id y a v a r dha ka  C o ll e g e   of   E ngi ne e r in g, M y s ur u, I ndi a       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve d  J a n   11 ,   202 4   R e vi s e d  J u l   28 ,  202 4   A c c e pt e d  A ug   5 ,   202 4       W i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o rk s   ( W SN s )  h av e  r e v o l u t i o n i z ed   d at a  c o l l ec t i o n   i n   d i v e rs e   en v i ro n me n t s ,   fro m   i n d u s t ri al   s e t t i n g s   t o   n at u ral   eco s y s t em s .   H o w ev e r,   t h ei r  d ece n t ral i z e d   n at u r e   an d   e n e r g y   c o n s t rai n t s   p o s e   u n i q u e  s e cu ri t y   a n d   o p e rat i o n a l   c h a l l en g e s .   Pr e v i o u s   re s e ar c h   p ro v i d e d   f o u n d at i o n a l   i n s i g h t s   i n t o   W SN   s ec u r i t y   b u t   l a c k ed   co m p reh e n s i v e  s t rat e g i e s   fo r   r e al - t i me  i n t ru s i o n   p r e v e n t i o n   an d   e ffi c i en t   en e rg y   u t i l i zat i o n .   O u r  w o r k   em p l o y s   a   mu l t i - l a y er e d   ap p ro ach ,   i n t e g rat i n g   n e t w o r k   i n t ru s i o n   p re v en t i o n   s y s t em s   (N I P S)  w i t h   W S N s   an d   l ev e rag i n g   m a ch i n e   l e arn i n g   f o r   t h r e at   d e t ec t i o n .   W e  d ev e l o p ed   Mi n E - D T   ( mi n i m u m   e n e rg y - d i r ec t   t ran s m i s s i o n )  h y b r i d   r o u t i n g   an   i n t e g rat e d   W SN   mo d el   t h at   n o t   o n l y   i d e n t i f i e s   an d   mi t i g at e s   d i s t ri b u t e d   d en i a l - of - s e rv i c e  ( D D o S )   at t ack   b u t   al s o   o p t i m i z e s   en e r g y   c o n s u m p t i o n ,   e n s u r i n g   p ro l o n g ed   n e t w o rk   l o n g e v i t y   w i t h o u t   c o m p ro mi s i n g   s ecu ri t y .   T h e  p ro p o s e d   m o d e l 's   d i s t i n c t i v e n e s s   l i e s   i n   i t s   f u s i o n   o f   N I PS   w i t h   e n e rg y - s av i n g   al g o r i t h m s ,   o ff e ri n g   a   d u al   ad v an t ag e  o f   e n h an ce d   s ecu ri t y   an d   e n e r g y   e ffi ci e n cy .   U t i l i zi n g   a  c o m b i n at i o n   o f   s i m u l at i o n s   an d   t h e o r e t i c a l   an al y s i s ,   o u r   me t h o d o l o g y   y i el d ed   p ro m i s i n g   r e s u l t s ,   s h o w c as i n g   s i g n i fi c a n t   i m p ro v eme n t s   i n   t h r e at   d e t ec t i o n   rat e s   an d   en e rg y   c o n s erv at i o n .   K e y w o r d s :   DD o S   a tt a c k     D i r e c t   t r a n s m i s s i o n   M i nim u m   e n e r g y   r o ut i n g   NI P S   W S N     Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din g  A u th or :   B ha r a t hi   R a m a c ha n dr a   De pa r t m e n t   o f   E l e c t r o ni c s   a n d  C o m m u ni c a t i o n   E ng i n e e r i ng ,  V i d y a v a r d h a ka   C o l l e ge   o f   E n g i ne e r i n g   M y s ur u,   I n d i a   E m a i l :  bh a r a t hi . 08r @ g m a il . c o m       1.   I NT RODU C T I ON   I n   t h e   c o n t e m po r a r y   e r a   o f   d i g i t a l   t e c hn o l o g y ,   t h e   pr ot e c t i o n   o f   s e ns i t i ve   da t a   a n d  vi t a l   i nf r a s t r uc t ur e   f r o m   m a li c i o us   a c t i o n s   h a s   b e c o m e   a   m a t t e r   o f   u t m o s t   s i g ni f i c a n c e ,   h e n c e   e m p h a s i s i ng  t h e   c r uc i a l  r o l e   o f   c y b e r - s e c ur i t y .   T h e   e v e r - e v o l vi ng  na t ur e   o f   c y be r   t h r e a t s   [ 1 ] ,  [ 2] ,   whi c h   e n c o m pa s s   a dva n c e d  a tt a c ks   a n d   b r e a c h e s   o f   da t a ,   un de r s c o r e s   t h e   ne e d  f o r   s t r o n g  de f e n c e   m e t h o ds .   N e t w o r k  i n t r us i o n   pr e v e n t i o n   s y s t e m s   NI P S   pl a y   a   vi t a l   f u n c t i o n   i n   t hi s   c o n t e x t ,   s e r v i ng  a s   a   pr i m a r y   l i ne   o f   de f e nc e   a ga i ns t   i nv a s io n s   a n d   un a ut h o r i s e d  a t t e m pt s   to   a c qui r e   a c c e s s .   De v e l o p i n g  a   pr e v e n t i o n   s y s t e m   f o r   di s t r i b ut e d  de ni a l - of - s e r vi c e   ( DD o S )   [ 3 ]   a tt a c k  i s   a   c h a ll e n g i ng  t a s k.   S e v e r a l   pa pe r s   ha v e   a ddr e s s e d  t hi s   i s s ue   by   us i ng  t h e   m e t h o ds   o f   n e t wo r k  i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   s y s t e m   ( NI DS)   [ 4 ]   a n d   NI P S ,   wh e r e   [ 5 ]   g i v e s   t h e   c o m pa r a t i v e   a na l y s i s   o f   m a c hi ne   l e a r ni ng  a l go r i t hm s .   S a h u  a n d  P a n de y   [ 6 ]  p r o vi de s   a   c o m pr e h e n s i ve   o v e r vi e w  o f   DD o S   a tt a c ks ,   t h e i r   i m pa c t ,   a n d  de f e ns e   m e c h a ni s m s ,   m a k i n g  i t   a   v a l ua bl e   r e s o ur c e   f o r   r e s e a r c h e r s ,   pr a c t i t i o ne r s ,   a n d  po l i c ym a ke r s   i n   t h e   f i e l d  o f   c y be r s e c ur i t y .   Al s h a m br i   e t  al.   [ 7 ]  i ns i g h t s   i n t o   t h e   c h a l l e n g e s ,   t h r e a t s   [ 3 ] ,   a n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52         DD oS - att ac k s   pr e v e nti on  us ing  M inE - DT  an   adap ti v e   s e c ur it y   and  adapti v e …  ( B har athi   R amac handr a )   1227   pot e n t i a l   s o l ut i o n s   s uc h   a s   e nc r y pt i o n   t e c hni que s ,   a u t h e n t i c a t i o n   m e c h a ni s m s ,   i n t r us i o n   d e t e c t i o n   s y s t e m s  ( I DS) ,   a n d  s e c ur e   r o u t i n g  pr oto c o l s   i n   s a f e gua r d i n g  c r i t i c a l   i n f r a s t r uc t u r e   a n d  s e r vi c e s   by   D Do S   a tt a c k .   Ahm a d  e t  al.   [ 8 ]   a ddr e s s e s   t h e   gr o wi n g  c h a ll e nge s   i n   ne t wor k  s e c ur i t y   a n d  f o c us e s   o n   I DS  t h a t  i ns pe c t   n e t wo r k   tr a f f i c   to  e n s ur e   i t s   c o nf i d e n t i a l i t y ,   i n t e gr i t y ,   a n d  a va i l a bil i t y .   T h e   w o r k   pr e s e n t s   m a c hi ne   l e a r ni ng   ( M L )   a n d  d e e p  l e a r ni ng  ( DL ) - ba s e d  I DS  a s   pot e n t i a l   s o l ut i o n s ,   o f f e r i n g  a   s y s t e m a t i c   r e vi e w  o f   r e c e n t   a dv a nc e m e n t s   i n   t h e s e   t e c hn o l o g i e s   f o r   NI DS.     C ha l l e nge s   o f   m a i n t a i n i ng  s e c ur i t y   a n d  pe r f o r m a nc e   i n   W S Ns   a r e   a l s o   r e por t e d   [9 ] .   I t   h i g hli g h t s   t h e   i na de qua c y   o f   t r a d i t i o na l   s e c ur i t y   m e c h a ni s m s   f o r   W S Ns ,   w hi c h   a r e   pr o n e   to   i s s ue s   li ke   n o de s   m i s b e h a vi o r   a n d  v u l ne r a bil i t i e s   to  v a r i o us   a tt a c ks .   T o  o v e r c o m e   t h e s e   c h a ll e n g e s ,   a   f uz z y   l o g i c   [ 1 0 ] ,   f u l ly   d i s t r i but e d   t r us t  m a n a ge m e n t   s y s t e m   ( DT M S ) .  W h e r e   DT M S   d i s t i n gu i s he s   i t s e lf   f r o m   e xi s t i n g  T M S s   t h r o ugh   i t s   f uz z y - n a t ur e   t r us t  c a l c u l a t i o n ,   c r i t e r i a   tr us t  c a l c u l a t i o n   pr o c e du r e ,   a n d  tr us t  f o r e c a s t i n g  c a pa bil i t y .   I t  i n t e gr a t e s   di r e c t  a n d   i nd i r e c t   t r us t,   c o m bi n i ng  pa s t   m i s b e h a vi o r   w i t h   c ur r e n t   s t a t us   to  r o b us t l y   e va l u a t e   tr us t w o r t h i ne s s .   E a c h   n o de   i n  DT M S   m o ni t o r s   i t s   ne i g hb o r s '   be h a vi o r ,   c a l c u l a t e s   t h e i r   t r us t w o r t hi n e s s ,   a n d  c a n   e v e n   f o r e c a s t   f ut ur e   t r us t  v a l ue s .   T h e   s y s t e m 's   pe r f o r m a n c e ,   i n   t e r m s   o f   e ne r g y   c o n s u m pt i o n ,   a c c ur a c y ,   s c a l a bil i t y ,   f a u l t   t o l e r a n c e ,   a n d   e x e c ut i o n   s p e e d,   i s   de m o n s t r a t e d .   T h e   m e s s a ge   a n a ly s e r   s c he m e   ( M A S )   c a n   de t e c t   c o m pr o m i s e d  s e ns o r   n o de s   s us c e pt i bl e   to  DD oS   a tt a c ks   a n d  i de n t i f y   m a li c i o u s   m e s s a ge s   t r a n s m i t t e d  to   t h e   b a s e   s t a t i o n   [ 11 ] .   T hi s   s c h e m e   s t a n ds   o ut   f o r   i t s   a bil i t y   t o  di s t i n gu i s h   b e t we e n   l e g i t im a t e   a n d  c o m pr o m i s e d  m e s s a ge s ,   t h us   m i n im i z i ng  c o m put a ti o n   a n d   e n e r g y   c o ns u m pt i o n ,   a n d  e nha n c i ng  m e s s a ge   a ut h e n t i c a t i o n .   T h e   wor k   e m p ha s i z e s   t h e   n e c e s s i t y   o f   s e c ur i ng   d a ta   pa c k e t s   f r o m   s ou r c e   n ode s   to  d e s t i n a t i o n   n ode s ,   i n t e g r a t i n g   m e a s u r e s   l i ke   da ta   a u t h e n t i c a t i o n   a n d   i n t e g r i t y .   I t  u t i l i z e s   a   h a s h   f un c t i o n   a n d   p r e - sh a r e d   ke y s   f or   e n c r y p t i o n   to  e n s u r e   d a ta   a u t h e n t i c i t y   a n d   i n t e gr i t y .     I nv e s t i ga t i n g  t h e   c h a ll e n ge s   a n d  a d v a nc e m e n t s   i n   I DS  s pe c i f i c a ll y   de s i g n e d  f o r   t h e   i n t e r n e t   o f   t hi n g s   ( I o T )   i s   o b s e r v e d  i n   p a pe r   [ 12 ] .   T h e   wor k  p r o p o s e s   a   n o v e l   s o f t wa r e - de f i ne d  I DS  b a s e d   o n   d i s t r i b ut e d  c l o ud  a r c hi t e c t ur e ,   a i m e d  a t   c r e a t i n g  a   s e c ur e   I o T   e n vi r o nm e n t .   T h e   pa pe r   hi g hli g h t s   t h e   i m po r t a n c e   o f   s e c ur i n g   da t a   pa c ke t s   f r o m   s o ur c e   to   de s t i n a t i o n ,   i n c o r por a ti ng  da t a   a u t h e n t i c a t i o n ,   a n d  i n t e gr i t y   m e a s ur e s   t o  mi t i ga t e   t h e   t h r e a t s .   T h e   f ut ur e   di r e c t i o n   i nc l ude s   de v e l o p in g  m o r e   r o b us t   a n d  r e l i a bl e   I DS  t e c h n o l o g i e s   s pe c i f i c a l l y   t a i l o r e d  f o r   t h e   di v e r s e   a n d  gr o wi n g  f i e l d  o f   I o T .   A n o t h e r   r e s e a r c h   f o c us e s   o n   m a n a g i ng  DD o S   a tt a c ks   i n  W S N s   [ 13 ].   T h e i r   m a i n   c o n t r i b ut i o n   i s   t h e   de v e l o p m e n t   o f   a   tr a c e   b a c k  t e c h ni que   ( T B T )   to  c o n t r o l   un wa n t e d  t r a f f i c   a n d  r e duc e   t h e   im pa c t   o f   DD o S   f l o o d   a tt a c ks .   T hi s   t e c hni que   a im s   t o   de t e c t   DD o S   a tt a c ks   w i t h   hi g h  r e l i a bil i t y ,   a n d  o pe r a t e s   i n   a   di s t r i b ut e d  n e t w o r k   m o de ,   a tt e m pt i n g  to  f il t e r   o u t  m o s t  a tt a c k   pa c ke t s   wi t h o ut  c o m pr o m i s i ng  t h e   qua l i t y   o f   l e g i t im a t e   t r a f f i c .   T he   r e s u l t s   i n d i c a t e   t h a t   i t   s i g ni f i c a n t l y   r e duc e s   DD o S - b a s e d   f l o o d  a tt a c ks   o n   a   l a r ge   s c a l e .   T h e   s t udy   o f   DD o S   a tt a c k  de t e c t i o n   a n d  m i t i g a t i o n   s t r a t e gi e s   i n   W S N s ,   whi c h  g i v e s   t h e   o v e r vi e w  o f   v a r i o us   a tt a c k   de t e c t i o n   m e c h a ni s m s   s uc h   a s   UD P   f l o o d  a tt a c k   de t e c t i o n ,   s m u r f   DD o S   a tt a c k   de t e c t i o n ,   a n d  ot h e r s ,   a n a l y z i ng  t h e i r   e f f e c t i v e n e s s   a n d  l i mi t a t i o ns   i n   t e r m s   o f   e n e r g y   c o ns u m p t i o n   a nd   re s o ur c e   u t i li z a t i o n   [ 14 ].   On e   o f   t h e   ke y   c o n tr i but i o n s   o f   t h e   w o r k   i s   t h e   pr o p o s a l   o f   e nh a n c e d  de t e c t i o n  m e c h a ni s m s   a n d  f ut ur e   e n ha n c e m e n t s   i n   t h e   f i e l d .   T h e   a u t h o r s   s ugge s t   dy n a mi c   t h r e s h o l d  m e c h a nis m s   a n d   s t r a t e gi e s   to   r e duc e   r e s o u r c e   wa s t a ge   a n d  i m pr o v e   a tt a c k  de t e c t i o n   e f f i c i e n c y .   T h e   l a t e s t   t e c h ni que   o f   e x p l o r i n g   t h e   us e   o f   de e p  l e a r ni ng  t e c hni que s   i n  de t e c t i n g  d e ni a l   o f   s e r vi c e   ( Do S )   a tt a c ks   i n   W S Ns   [1 5 ] ,   w h e r e   t h e   s y s t e m s   a r e   tr a i ne d  o n   a   s pe c i a l i z e d  da t a s e t   f o r   W S Ns ,   kn o wn   a s   W S N - DS,   to  de t e c t  f o ur   t y pe s   o f   Do S   a tt a c ks :  b l a c k h o l e ,   gr a y h o l e ,   f l o o d i n g,   a n d  s c h e du li ng  a tt a c ks .   T h e   pa pe r   e v a l ua t e s   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   d if f e r e n t   DL   a r c hi t e c t ur e s ,   s uc h   a s   de n s e   ne ur a l   n e t wo r k   ( DN N) ,   c o n v o l ut i o n a l   n e ur a l   n e t wo r ks   ( C NN ) ,   r e c ur r e n t   n e ur a l   n e t wo r ks   ( R NN ) ,   a n d  a   c o m bi na t i o n   o f   C NN   a nd   R NN ,   us i n g  pe r f o r m a nc e   m e t r i c s   li ke   a c c ur a c y ,   p r e c i s i o n ,   r e c a l l ,   a n d  F 1 - s c o r e .   T h e   r e s u l t s   de m o n s t r a t e   t h e   e f f e c t i v e n e s s   o f   t h e s e   m o de l s   i n   de t e c t i n g  Do S   a tt a c ks   i n   W S N s ,   w i t h   t h e   C NN   m o de l   a c hi e vi n g  t he   hi g h e s t   pe r f o r m a n c e .   A n o t h e r   s c h e m e   s o f t wa r e - de f i ne d  t r us t  s y s t e m s   ( S DT S )   whi c h   wa s   de s i g n e d   to  c o pe   wi t h  v a r i o us   i n t e r n a l   a t t a c ks   l i ke   o n – o f f   a t t a c ks ,   b a d - m o ut hi ng  a tt a c ks ,   a n d  ga r ni s h e d  a tt a c ks   [1 6 ].   T h e   S DT S   s c h e m e   i s   uni que   i n   i t s   a bil i t y   t o  a dj us t   t h e   t r us t  r a n ge   a c c o r d i n g  to  t h e   a ppl i c a t i o n   r e qu i r e m e n t s   a n d  i nc l ude s   c o m po n e n t s   s uc h   a s   d i r e c t   a n d  i nd i r e c t   c o m m u nica t i o n   t r us t,   da t a   t r us t ,   a n d  m i s be h a vi o r - b a s e d  t r us t .   T h e   r e s e a r c h   wo r k   de m o ns t r a t e s   h o w   t h e   S DT S   m o de l   o pe r a t e s   b a s e d  o n   n o de s '   b e h a vi o r   a n d  i n c o r por a t e s   m e t h o ds   to  h a n d l e   n a t ur a l   c a l a m i t i e s   a n d  i n t e r na l   a tt a c ks   e f f e c t i v e ly .   I t   c o m pa r e s   S DT S   a ga i n s t   t h r e e   r e c e n t   s t a t e - of - t h e - a r t   m e t h o ds ,   s h o wc a s i ng  i t s   e f f i c i e n c y   i n   t e r m s   o f   t r us t   a s s e s s m e n t   a c c ur a c y ,   l o w  f a l s e - po s i t i v e   a n d  f a l s e - n e g a t i ve   r a t e s ,   a tt a c k   de t e c t i o n   r a t e ,   e n e r g y   c o n s u m pt i o n ,   a n d  t h r o ugh put .   C h a i t r a   e t   al .   [ 17]   h a v e   pr o v e d  t h a t   m o d i f yi ng  t h e   ga m e   t h e o r y   e n e r g y   ba l a n c i ng  a l go r i t hm   a n d  us e   o f   r e l a y   m o t e s ,   i m pr o v e s   t h e   o v e r a l l   n e t wo r k   l i f e t i m e .   T h e   r o u t i n g  pr oto c o l   de s i g n e d  to  o p t i m i z e   t h r o ugh put  i n   c l u s t e r e d  I o T   [1 8 ]  de m o ns t r a t e   i m pr o v e m e n t s   i n   t h r o ugh put ,   e n e r g y   e f f i c i e nc y ,   a n d  ne t wor k  r e l i a bil i t y .   B a s e d  o n   t h e   a n a ly s i s   o f   t h e   s o l ut i o n s   t h a t   h a s   b e e n   pr o vi de d,   to   o v e r c o m e   t h e   a b o v e   s a i d   li mi t a t i o ns ,   a   NI P S   s y s t e m   i s   pr o po s e d  i n   t hi s   pa p e r .   Gi v e n   t he   e s c a l a t i n g  m a g ni t ude   a n d  i n t r i c a c y   o f   c y be r - a tt a c ks ,   i t   h a s   b e c o m e   i m p e r a t i v e   f o r   o r ga ni s a t i o ns   to   a d o p t  pr o a c t i v e   s e c ur i t y   s o l ut i o n s   c a p a bl e   o f   pr o m pt l y  a n d  r e s o l ut e l y   a ddr e s s i ng  pot e n t i a l   t h r e a t s .   T h e   NI P S   s y s t e m   s e r v e s   t h e   dua l   pur po s e   o f   a v o i d i ng  s uc c e s s f u l  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 6 ,   N o .   2 ,  N o v e m b e r   20 24 :   1 226 - 1 233   1228   a s s a u l t s   a n d  m i t i ga t i n g  pot e n t i a l   v u l ne r a bil i t i e s   a n d  we a k  po i n t s   wi t hi n   t h e   ne t wor k,   t h e r e by   l o w e r i n g  t h e   o v e r a l l   a tt a c k  s ur f a c e .       2.   M E T HO D     I n   o r de r   to  m i t i ga t e   t h e   D Do S   a tt a c k  i n   t h e   W S Ns ,   w e   pr o p o s e d  a   n o v e l   a l go r i t hm :  mi n im u m   e ne r g y   a n d  d i r e c t   t r a n s m i s s i o n   ( M i n E - DT ) .  T h e   bl o c k  d i a gr a m   o f   t h e   pr o p o s e d  w o r k  i s   s h o wn   i n   F i gur e   1.   He r e   e a c h  s e n s o r   n o de   h a s   to   pa s s   t h r o ugh   t h e   NI P S   m o du l e   to  r e a c h   t h e   b a s e   s t a t i o n .   T h e   N I P S   m o du l e   r uns   w i t h   t h e   M i ne - DT   a l go r i t hm ,   whi c h   i s   a   c o m bi na t i o n   o f   M i n E - DT   hy b r i d  r o u t i n g   a l go r i t hm .   T h e   di r e c t   t r a n s mi s s i o n   ( DT )   i s   a   s t r a i g h t f o r wa r d  a ppr o a c h   wh e r e   e a c h   s e n s o r   n o de   s e n ds   da t a   d i r e c t l y   t o   t h e   b a s e   s t a t i o n .   W hil e   i t ' s   s i m p l e ,   i t   c a n   b e   e n e r g y - i n t e ns i ve   f o r   di s t a n t   n ode s .   On   t h e   ot h e r   h a n d,   m i n im u m   e n e r g y   r o ut i ng  ( M E R )   f o c us e s   o n   f i nd i ng  t h e   pa t h   t h a t  c o n s u m e s   t h e   l e a s t   e n e r g y ,   o f t e n   i nv o l vi ng  m u l t i p l e   h o ps   t h r o ugh   i n t e r m e d i a t e   n o de s .   B ot h   m e t h o ds   h a v e   t h e i r   a d v a n t a ge s   a n d  l im i t a t i o n s .   W e   h a v e   c o m bi ne d   t h e   s t r e n gt h s   o f   b o t h   DT   a n d  M E R   to   c r e a t e   a   hy b r i d  r o u t i n g  a l g o r i t hm   t h a t   o p t i m i z e s   e n e r g y   c o ns u m pt i o n   whil e   e ns ur i n g   e f f i c i e n t   da t a   t r a n s m i s s i o n   i n   W S N.   T h e   de t a i l e d  wo r ki n g  o f   t h e   pr o p o s e d  w o r k  i s   e x p l a i ne d  i n   t h e   a l go r i t hm   s t e ps .             F i gur e   1 .   T h e   ge n e r a l   s t r uc t ur e   o f   t h e   M i n E - DT       T h e   a l go r i t hm   s t e ps   o f   M i n e - DT   is   a s   f o l l o ws :    i)   I ni t i a l i z a t i o n :      De t e r m i ne   t h e   l o c a t i o n   o f   e a c h   n o de   r e l a t i v e   t o  t h e   b a s e   s t a t i o n .     C a l c u l a t e   t h e   e n e r g y   r e qu i r e d  f o r   di r e c t   tr a n s mi s s i o n   f r o m   e a c h   n o de   to  t h e   b a s e   s t a t i o n .   ii )   T h r e s h o l d  s e t t i n g:      De f i ne   a   di s t a n c e   t h r e s h o l d,   ` T ` .   No de s   c l o s e r   to  t h e   b a s e   s t a t i o n   l e s s e r   t h a n   ` T `   w i l l   u s e   DT ,   whi le  t h o s e   f a r t h e r   a wa y   w il l   u s e   M E R .   T h e   t h r e s h o l d  v a l ue   o f   T   i n   t h e   c o n t e x t   o f   t h e   M i n E - DT   a l go r i t hm   f o r   W S N s   i s   n o t   a   f i x e d   va l ue   b ut   de pe n d a n t   o n   ot h e r   c h a r a c t e r i s t i c s   l i ke :  d i s t a n c e   t o  b a s e   s t a t i o n ,   e n e r g y   c o ns u m pt i o n   a n d  n e t wo r k   to p o l o g y .   ii i )   F o r   n o de s   wi t hi n   t h r e s h o l d  ( u s i ng  DT ) :     T r a n s mi t   da t a   di r e c t l y   t o  t h e   b a s e   s t a t i o n .     Upda t e   t h e   e n e r g y   s t a t us   o f   t h e   n o de   a f t e r   tr a n s mi s s i o n.   i v)   F o r   n o de s   o u t s i d e   t h r e s h o l d  ( u s i ng  M E R ) :     Us e   a   l o c a l i z e d  s e a r c h   t o  i de n t i f y   t h e   n e i g hb o ur i n g  n o de   t h a t  r e s ul t s   i n   t h e   m i n im u m   e n e r g y   c o n s u m pt i o n   f o r   da t a   t r a n s m i s s i o n .     F o r wa r d  da t a   to  t hi s   s e l e c t e d  n e i g hb o ur .     T h e   n e i g hb o ur   t h e n   c h e c k s   i t s   o wn   d i s t a nc e   t h r e s h o l d.   I f   i t ' s   w i t hi n  t h e   t h r e s h o l d,   i t   us e s   DT ;   ot h e r w i s e ,   i t   c o n t i n ue s   w i t h   M E R .     Upda t e   t h e   e n e r g y   s t a t us   o f   n o de s   i nv o l ve d  i n   t h e   tr a n s mi s s i o n .   In   t h e   c o n t e x t   o f   t h e   M i n E - DT   a l go r i t hm   f o r   W S N,   “ l o c a li z e d  s e a r c h ”  [ 1 9]   r e f e r s   t o   a   m e t h o d  us e d   by   n o de s   t h a t   a r e   o u t s i de   t h e   t h r e s h o l d  d i s t a n c e   T .   T h e s e   n o de s ,   i n s t e a d  o f   t r a n s mi t t i n g  da t a   di r e c t l y   t o   t h e   b a s e   s t a t i o n ,   e n ga g e   i n   a   l o c a l i z e d  s e a r c h   t o   f i n d  t h e   m o s t   e n e r g y - e f f i c i e n t   pa t h   f o r   da t a   t r a n s mi s s i o n .   D y n a mi c   t h r e s h o l d  a d j u s t m e n t :     P e r i o di c a ll y ,   o r   a f t e r   a   s e t   n um be r   o f   da t a   tr a n s mi s s i o ns ,   r e - e v a l ua t e   t h e   a v e r a ge   e n e r g y   o f   a ll   n o de s .     A d j us t   t h e   d i s t a n c e   t h r e s h o l d  ` T `   b a s e d  o n   t h e   n e t wo r k' s   e ne r g y   s t a t us   to   b a l a nc e   t h e   l o a d  b e t we e n   DT   a n d  M E R .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52         DD oS - att ac k s   pr e v e nti on  us ing  M inE - DT  an   adap ti v e   s e c ur it y   and  adapti v e …  ( B har athi   R amac handr a )   1229   v)   Da t a   a ggr e ga t i o n   ( o p t i o n a l   e nh a n c e m e n t ):     B e f o r e   da t a   t r a n s m i s s i o n ,   e s pe c i a ll y   i n   t h e   M E R   p a r t,   n o de s   c a n   a ggr e ga t e   da t a   to   r e duc e   t h e   a m o unt  o f   da t a   tr a n s mi t t e d,   f ur t h e r   s a vi ng  e n e r g y .   vi )   E n e r g y   m o ni t o r i n g  a n d  n o de   r e p l a c e m e n t :     C o n t i n uo us l y   m o ni t o r   t h e   e n e r g y   l e v e l s   o f   a l l   n o de s .     I f   a   n o de 's   e n e r g y   dr o ps   b e l o w  a   c r i t i c a l   l e v e l ,   c o n s i d e r   i t   f o r   r e pl a c e m e n t   or   pu t  i t   to  s l e e p  to  a v o i d  n e t wo r k   di s r upt i o n .   A d v a n t a ge s   o f   M i nE - DT :   T h e   a dva n t a ge s   us i n g  t h e   n o v e l   a l go r i t hm   a r e     i)   Opt i mi z e d  e n e r g y   c o ns u m pt i o n :  by   i n t e ll i ge n t l y   c h o o s i n g  be t we e n   DT   a n d  M E R   b a s e d  o n   n o de   pr o xi m i t y   a n d  ne t wor k  e n e r g y   s t a t us ,   t h e   a l go r i t hm   e n s ur e s   e f f i c i e n t   e n e r g y   u s a ge .   ii )   F l e xi b il i t y :  t h e   d y n a mi c   t h r e s h o l d  a d j u s t m e n t   a l l o ws   t h e   n e t w o r k   to  a da p t  to  c h a n g i n g  e n e r g y   c o n d it i o n s ,   e ns ur i n g  l o n ge vi t y .   ii i )   R e duc e d  l a t e nc y :  n o de s   c l o s e r   to  t h e   b a s e   s t a t i o n   be n e f i t   f r o m   t h e   r e duc e d  l a t e n c y   o f   DT ,   e n s ur i n g  t i m e l y   da t a   de l i ve r y .   i v)   S c a l a bil i t y :  t h e   hy b r i d  n a t ur e   o f   M i n E - DT   m a ke s   i t   s u i t a bl e   f o r   b o t h   s m a ll   a n d  l a r ge - s c a l e   W S N   de p l o y m e n t s .   Ov e r a ll ,   t h e   M i n E - DT   a l go r i t hm   o f f e r s   a   n o v e l   a ppr o a c h   to   W S N  r o u t i n g  by   s y ne r g i s t i c a ll y   c o m bi n i ng  t h e   s t r e n gt h s   o f   d i r e c t   t r a n s m i s s i o n   a n d  mi n im u m   e n e r g y   r o u t i n g .   T hi s   hy br i d  m e t h o d  pr o m i s e s   e nh a n c e d   n e t wo r k  l o n ge vi t y ,   r e duc e d  e n e r g y   c o n s u m pt i o n ,   a n d  e f f i c i e n t   da t a   de l i ve r y ,   m a k i ng  i t   a   pr o m i s i ng   s o l ut i o n  f o r   f ut ur e   W S N  a pp l i c a t i o ns .       3.   RE S UL T S   AN D  DI S CU S S I ON     T h e   r e s u l t s   a n d  d i s c u s s i o n   o f   t h e   M i n E - DT   a l go r i t hm   i s   s i m u l a t e d  us i n g  P y t h o n   a n d  de s c r i be d  i n  t hi s   s e c t i o n .   T h e   pa r a m e t e r s   a n d  m e t r i c s   us e d  f o r   m o de l   w i t h o ut   NI P S   a r e   t h e   s t a n da r d  o n e s   f o r   e v a l ua t i o n  [1 6 ] .   F e w  pa r a m e t e r s   whi c h   a r e   c o n s i d e r e d  f o r   t h e   e v a l ua t i o n   o f   NI P S   m o de l   i n   t hi s   pa pe r   a r e   gi ve n   be l o w.     3. 1 .     De t e c t ion   r at e   De t e c t i o n   r a t e   ( DR )   t y p i c a ll y   r e f e r s   to  t h e   pe r c e n t a ge   o f   a c t ua l   i n t r us i o ns   t h a t  t h e   s y s t e m   s uc c e s s f u l ly   de t e c t s .   W i t h   NI P S ,   t h e   de t e c t i o n   r a t e   i s   hi g h e r   due   t o   p r o a c t i ve   m o ni t o r i n g  a n d  a dv a n c e d  a l go r i t hm s .   De t e c t i o n   r a t e   i s   c a l c u l a t e d  by   t h e   r a t i o   o f   m a li c i o us   a c t i vi t i e s   o r   i n t r us i o n s   c o r r e c t l y   i de n t if i e d  by  t h e   s y s t e m   o ut  o f   t h e   tot a l   n u m be r   o f   a c t ua l   m a li c io us   a c t i vi t i e s   o r   i n t r us i o n s .      = (                 /              ) × 100%       3. 2 .    F al s e   p os it ive  r a te   T h e   f a l s e   po s i t i v e   r a t e   ( F P R )   i s   o n e   o f   t h e   i m po r tan t   m e t r i c   i n   e v a l ua t i n g  t h e   pe r f o r m a n c e   o f   NI P S .  F R P   [ 20]   r e f e r s   to  t h e   pe r c e n t a ge   o f   b e ni g n   a c t i vi t i e s   m i s t a ke nly   f l a gg e d  a s   i n t r us i o n s .   A   l o we r   v a l u e   o f   F P R   i nd i c a t e s   t h a t   t h e   s y s t e m   i s   b e t t e r   a t   di s t i n gu i s hi n g  b e t we e n   m a li c i o us   a n d  n o n - m a li c i o u s   a c t i vi t i e s ,   whi l e   a   hi g h e r   v a l ue   o f   F P R   m a y   l e a d  to   m o r e   f a l s e   a l a r m s .   NI P S   r e duc e   f a l s e   po s i t i v e s   t h r o ugh   r e f i ne d  a l go r i t hms   a n d  c o n t i n uo us   l e a r ni n g.        = (                       /                ) × 100%       3. 3 .     L at e n c y   L a t e n c y   ( L )   i n   a   NI P S   s y s t e m   i m pa c t s   t h e   s y s t e m ' s   a bi li t y   t o  r e s p o n d  pr o m pt l y   t o  de t e c t e d   t h r e a t s .   L o we r   l a t e n c y   m e a ns   t h a t   t h e   s y s t e m   c a n   r e a c t   qu i c k ly   t o   p ot e n t i a l   i n t r us i o ns ,   t h e r e by   r e duc i ng  t h e   w i n do w  o f   o ppor t uni t y   f o r   a tt a c ke r s   to   e x p l o i t   v u l ne r a bil i t i e s   i n   t h e   n e t wo r k .   On   t h e   ot h e r   h a n d,   hi g h e r   l a t e n c y   c a n  le a d  to   de l a y s   i n   r e s po n s e   t i m e s ,   a l l o w i ng  a tt a c ke r s   m o r e   t i m e   to  c a r r y   o u t  t h e i r   m a li c i o u s   a c t i vi t i e s .   NI P S   i n t r o duc e   a   s l i g h t   de l a y   du e   to   t h e   a ddi t i o n a l   pr o c e s s i ng  r e qu i r e d  f o r   i n t r us i o n   pr e ve n t i o n .     =            /                 3. 4 .     E n e r gy  c on s u m p t ion   T h e   e ne r g y   c o n s u m e d   ( E C )   pe r   pa c ke t.   N I P S   i n c r e a s e s   e n e r g y   c o n s u m pt i o n   due   to  t h e   a dde d  c o m put a t i o n a l   r e qu i r e m e n t s .      =                 /                Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 6 ,   N o .   2 ,  N o v e m b e r   20 24 :   1 226 - 1 233   1230   3. 5 .     Ne t wor k   l i f e t im e   Ne t w o r k   l if e t i m e   ( NL )   i n   t h e   c o n t e x t   o f   a   NI P S   s y s t e m   t y p i c a ll y   r e f e r s   t o  t h e   dur a t i o n   t h e   ne t wor k   r e m a i ns   o pe r a t i o n a l   b e f o r e   n o de s   s t a r t   to  f a il   due   to   e n e r g y   de p l e t i o n   [1 0 ] .   NI P S   m i g h t   r e duc e   t h e   ne t w o r k' s   li f e t i m e   s li g h t l y   due   to   i nc r e a s e d  e n e r g y   c o n s u m pt i o n .      =              (           ) /                          3. 6 .     P ac k e t   d r op   r at e   T h e   pa c ke t   d r o p  r a t e   ( P DR )   r e f e r s   t h e   pe r c e n t a ge   o f   pa c ke t s   t h a t  a r e   n ot   de l i ve r e d  s uc c e s s f u ll y   whi c h   mi g h t   b e   dr o ppe d  or   l o s t   dur i n g  t r a n s mi s s io n   w i t hi n  a   n e t wo r k   [ 2 1 ] .   NI P S   r e duc e s   pa c ke t   d r o ps   by   pr e v e n t i n g  m a li c i o u s   n o de s   f r o m   d i s r upt i n g  t h e   n e t wo r k .      = (             /              ) × 100%       3. 7 .     T h r ou gh p u t   T h r o ugh put  ( T )   i s   a n   i m po r t a n t  pe r f o r m a nc e   m e t r i c   f o r   a   NI P S   s y s t e m   a s   i t   r e f l e c t s   t h e   s y s t e m 's   c a pa c i t y   t o  h a n d l e   ne t wor k   t r a f f i c   w hil e   pe r f o r m i n g  i n t r us i o n   de t e c t i o n   a n d  pr e v e n t i o n   t a s ks   e f f e c t i ve l y .   I n   a   NI P S   s y s t e m ,   t h r o ugh put   r e f e r s   t o   t h e   r a t e   a t  whi c h   t h e   n u m be r   o f   pa c ke t s   pr o c e s s e d  pe r   s e c o n d.   T he r e   m i g h t  b e   a   s li g h t   r e duc t i o n   i n   t h r o ugh put   wi t h   NI P S   due   to  t h e   a dde d  pr o c e s s i n g  o v e r h e a d.     =                     /            3. 8 .     Node  c om p r om is e   r at e   No de   c o m pr o m i s e   r a t e   ( NC R )   i n   a   NI P S   s y s t e m   r e f e r s   to   t h e   pe r c e n t a ge   o f   n o de s   t h a t   ge t  c o m pr o m i s e d  by   t he   a tt a c ke r s   o v e r   a   gi v e n   pe r i o d.   A   hi g h   NC R   i n d i c a t e s   t h a t  t h e   s y s t e m   m a y   be   f a il i ng  to   de t e c t   a n d  pr e v e n t   i n t r us i o n s   e f f e c t i v e ly ,   a l l o w i n g  a tt a c ke r s   to  c o m pr o m i s e   a   s i g nif i c a n t   n u m b e r   o f   n o de s   w i t hi n   t h e   n e t wo r k.   W hil e   a   l o w  v a l ue   o f   NC R   r e s ul t s   i n   e f f e c t i v e n e s s   o f   a   NI P S   s y s t e m   i n   pr ot e c t i n g   n e t wo r k   a s s e t s   a n d  pr e v e n t i n g  un a ut h o r i z e d  a c c e s s   o r   m a li c i o us   a c t i vi t i e s   NI P S   s i g ni f i c a n t l y   r e d uc e s   t h e   n o de   c o m pr o m i s e   r a t e   by   pr e v e n t i n g  a n d  m i t i ga t i ng  a tt a c ks .     = (                       /               ℎ    ) × 100%       T h e   T a bl e   1  pr e s e n t s   t h e s e   m e t r i c s   w i t h   a   c o m p a r i s o n   t o   o u r   pr o p o s e d  m o de l   a n d   T a bl e   2  de p i c t s   t h e s e   m e t r i c s   a n d  c o m p a r e s   i t   w i t h   t h e   i de a l   va l u e s   a f t e r   t h e   s i m u l a t e d  r e s u l t s .       T a bl e   1 .   M e t r i c s   o f   e v a l ua t i o n   w i t h   a n d  w i t h o ut   t h e   f u nc t i o n   o f   NI P S   S l.   n o   M e tr i c s  w it h N I P S   ( p r o p o s e d m o d e l)   M e tr i c s  w it ho ut  N I P S   1   D e t e c ti o n  r a te :  98%   D e t e c ti o n  r a te :  75%   2   F a ls e  po s it i ve  r a t e :  2%   F a ls e  po s it i ve  r a t e :  10%   3   L a t e n c y :  10 ms   L a t e n c y :  5 ms   4   E ne r g y  c o ns umpt i o n:  60 mJ /p a c ke t   E ne r g y  c o ns umpt i o n:  40 mJ /p a c ke t   5   N e tw o r k  li f e ti me :  2  y e a r s   N e tw o r k l i f e ti me :  1.5  y e a r s   6   P a c k e t  dr o p r a t e :  1%   P a c k e t  dr o p r a t e :  8%   7   T h r o ughput:  90 pa c k e ts /s e c   T h r o ughput:  100 pa c k e ts /s e c   8   N o d e  c ompr o mi s e   r a te :  0.5 %   N o d e  c ompr o mi s e   r a te :  5 %       T a bl e   2 .   S i m u l a t e d  m e t r i c s   v a l u e s   c o m pa r e d  w i t h   i de a l   v a l ue s   S l.  no   M e tr i c s   S im ul a te d  v a lu e s   1   D e t e c ti o n  r a te   97%   2   F a ls e  po s it i ve  r a t e   3%   3   L a t e n c y   12ms   4   E ne r g y   c o ns umpt i o n   58 mJ /p a c ke t   5   N e tw o r k  l i f e ti me   23 mo nt hs   6   P a c k e t  dr o p r a t e   2%   7   T h r o ughput   88  pa c ke ts /s e c   8   N o d e   c ompr o mi s e   r a te   1%     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52         DD oS - att ac k s   pr e v e nti on  us ing  M inE - DT  an   adap ti v e   s e c ur it y   and  adapti v e …  ( B har athi   R amac handr a )   1231   A   mi nd - m a p  i n   Fi gur e   2  i ll us t r a t e s   t h e   n o v e l t y   o f   t h e   pr o p o s e d  s y s t e m .   He r e ' s   a   de e p e r   d i v e   i n t o   t h e   i nn o v a t i v e   f a c e t s   o f   t hi s   pr o p o s e d  m o de l :   1)   A d v a n c e d  a n o m a ly   d e t e c t i o n :  a t   t h e   h e a r t   o f   t h e   NI P S   i n t e gr a t i o n   l i e s   a   s o phi s t i c a t e d  a n o m a ly   de t e c t i o n  m e c h a ni s m .   U nli ke   t r a di t i o n a l   s y s t e m s   t h a t   r e l y   o n   kn o wn   s i g n a t ur e s ,   t hi s   wo r k   e m p l o y s   m a c hi n e   l e a r ni ng  a l go r i t hm s   to   i de n t i f y   a n d  r e s po n d  to  un pr e c e de n t e d  t h r e a t s .   B y   c o n t i n uo us l y   a n a ly z i ng  n e t wo r k   t r a f f i c   pa tt e r n s ,   t h e   s y s t e m   c a n   de t e c t  e v e n   s u b t l e   de vi a t i o ns ,   e n s ur i n g  t h a t   e m e r g i ng  t h r e a t s   a r e   p r om pt ly   i de n t i f i e d  a n d  mi t i g a t e d.   2)   E n e r g y - e f f i c i e n t   a l go r i t hm :  e n e r g y   c o n s u m pt i o n   i s   a   pa r a m o un t   c o n c e r n   i n   W S N s .   T h e   pr o p o s e d  wo r k   i n t r o duc e s   e ne r g y - s a vi n g  a l go r i t hm s   t h a t   o p t i mi z e   NI P S   o pe r a t i o ns .   T h e s e   a l go r i t hm s   e ns ur e   t h a t   n o de s   c o n s u m e   m i n im a l   e ne r g y   dur i ng  i n t r us i o n   d e t e c t i o n   a n d  pr e v e n t i o n ,   s t r i k i ng  a   b a l a nc e   b e t we e n   s e c ur i t y   a n d  e n e r g y   c o ns e r v a t i o n .   3)   M i nim u m   e n e r g y   a l go r i t hm s :  b e y o n d  j u s t   e n e r gy - e f f i c i e n t   s e c ur i t y ,   t h e   wo r k  i n c o r por a t e s   a l go r i t hm s   de s i g n e d  to   m i n i mi z e   o v e r a l l   e n e r g y   c o n s u m pt i o n   i n   t h e   n e t wo r k .   T h e s e   a l go r i t hm s   o pt i mi z e   da t a   t r a n s m i s s i o n   r o u t e s ,   s e n s o r   n o de   a c t i v a t i o n   s c he du l e s ,   a n d  da t a   pr o c e s s i n g  t a s ks ,   e ns ur i n g  t h a t   t h e   n e t wo r k   o pe r a t e s   a t  pe a k  e n e r g y   e f f i c i e n c y .   4)   A da pt i v e   l e a r ni ng  c a pa bil i t i e s :  t h e   d y na m i c   c y b e r   t h r e a t   l a n d s c a pe   n e c e s s i t a t e s   a n   e v o l vi ng  de f e ns e   m e c h a ni s m .   T h e   wo r k' s   a da pt i v e   l e a r ni ng  c a pa bil i t i e s ,   po we r e d  by   a d v a n c e d  m a c hi ne   l e a r ni ng   t e c h ni que s ,   a l l o w  t h e   s y s t e m   to   l e a r n   f r o m   i t s   e n vi r o nm e n t   a n d  pa s t   t h r e a t s ,   r e f i n i ng  i t s   de f e ns e   m e c h a ni s m s   c o n t i n uo us l y .           F i gur e   2 .   A   m i n d m a p  d i a gr a m   il l us t r a t i n g  t h e   n o v e l t y   f e a t ur e s       T h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   M i n E -   DT   wa s   a l s o   a n a l y s e d  wi t h   S DT S ,   t r us t   f r a m e wo r ks   f o r   r o u t i n g,   t r us t  m o de li ng   [1 6 ],   [ 22 ] ,  [2 3 ]   wi t h   A I ,   l o c a t i o n - b a s e d  tr us t w or t hi n e s s   us i ng  o p t i c a l   l o c a li z a t i o n   [2 4 ]   a n d  W a t c h do g  o p t i m i z a t i o n   [ 25 ]   a s   s h o wn   i n   T a bl e   3 ,   whi c h   s h o ws   t h a t  b ot h   e n e r g y   c o n s u m pt i o n   a n d  a n o m a l y  de t e c t i o n   a r e   s uppo r t e d  by   t h e   pr o p o s e d  a ppr o a c h .   Our   wor k  s h o ws   t h a t   t h e   M i n E - DT   m o de l   a ppe a r s   to   b e   a n  i nn o v a t i v e   a ppr o a c h   to  m i t i ga t e   DD o S   a tt a c k.   B y   i n t e gr a t i n g  NI P S   f u n c t i o n a li t i e s ,   t h e   M i n E - DT   m o de l   c a n   de t e c t   s us p i c i o us   o r   m a li c i o u s   a c t i vi t i e s   i n   r e a l - t i m e   a n d  t a ke   pr o a c t i v e   m e a s ur e s   t o  m i t i ga t e   t h e   i m pa c t   o f   DD o S   a tt a c ks .   F ut ur e   s t udi e s   m a y   e x p l o r e   t h e   hy b r i d  a l go r i t hm   w i t h   f e a s i b l e   wa y s   f o r   t h e i r   r e s e a r c h   wo r k .       T a bl e   3 .   C o m pa r i s o n   o f   M i n E - DT   a l go r i t hm   w i t h   ot h e r   w o r ks   S l.   No   M e tr i c s   S D T S   s c he m e   [ 1 6 ]   T r us t  f r a me w o r ks   f or  r o ut in g  [2 2 ]   T r us t  mo d e ll in g  w it h A I   [2 3 ]   L oc a ti o n - ba s e d  T r us twor th in e s s   us in g o pt i c a l  l oc a li z a ti o n [ 2 4 ]   W a tc hdo g  o pt im i z a ti o n  [2 5 ]   O ur  a ppr o a c h   1   B e ha v i or a l  a na l y s is   Y e s   Y e s   No   No   Y e s   No   2   D a ta   c o ns is te n c y   No   Y e s   No   No   No   No   3   E ne r g y   c o ns umpt i o n   No   No   No   No   Y e s   Y e s   4   A no ma l y   d e te c ti o n   No   No   Y e s   Y e s   No   Y e s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 6 ,   N o .   2 ,  N o v e m b e r   20 24 :   1 226 - 1 233   1232   4.   CONC L USI ON   T h e   de ve l o pe d  M i n E - DT   a n   i n t e gr a t e d  W S N  m o de l   t h a t   n ot  o nl y   pr o a c t i v e ly   i de n t i f i e s   a n d   mi t i ga t e s   DD o S   a tt a c k  b u t   a l s o   o p t i mi z e s   e n e r g y   c o n s u m pt i o n   t h r o ugh   i nn o v a t i v e   a l go r i t hm s ,   e n s ur i ng   pr o l o n ge d  ne t wor k  l o n ge vi t y   w i t h o u t   c o m pr o m i s in g  s e c ur i t y .   T h e   pr o p o s e d  m o de l ' s   d i s t i n c t i v e n e s s   li e s   i n  i t s   f us i o n   o f   NI P S   wi t h   e n e r g y - s a vi ng  a l go r i t hm s ,   of f e r i ng  a   dua l   a dv a n t a ge   o f   e nh a n c e d  s e c ur i t y   a nd  e n e r g y   e f f i c i e nc y .   T hi s   s y ne r g y ,   c o m bi ne d  w i t h   a da pt i ve   l e a r ni ng,   po s i t i o n s   o ur   w o r k   a t   t h e   f o r e f r o n t   o f   W S N   r e s e a r c h .   U t i li z i ng  a   c o m bi na t i o n   o f   s i m u l a t i o n s   a n d  t h e o r e t i c a l   a n a ly s i s ,   o ur   m e t h o do l o g y   y i e l de d  p r o m i s i ng  r e s u l t s ,   s h o wc a s i ng  s i g nif i c a n t   i m pr o v e m e n t s   i n   th r e a t   de t e c t i o n   r a t e s   a n d  e n e r g y   c o n s e r v a t i o n .   T he   M i n E - DT   m o de l   de m o n s t r a t e d   s upe r i o r   pe r f o r m a n c e   c om pa r e d  to  ot h e r   a ppr o a c h e s   s uc h   a s   di r e c t   tr a n s mi s s i o n   a n d   mi n im u m   e n e r g y   r o u t i n g .   T h e   M i n E - DT   pe r f o r m a n c e   wa s   a na ly s e d  us i ng  v a r i o us   m e t h o ds   i n c l ud i n g  S DT S ,   t r us t  f r a m e wo r ks   f o r   r o u t i n g,   t r us t   m o de l i ng   w i t h   A I ,   l o c a t i o n - b a s e d  t r us t w o r t hi n e s s   us i n g  o p t i c a l   l o c a li z a t i o n ,   a n d  W a t c h do g  o p t i mi z a t i o n .   T h e   a n a ly s i s   s h o we d  t h a t   t h e   pr o p o s e d  a ppr o a c h   e f f e c t i v e l y   a ddr e s s e s   b o t h   e n e r g y   c o n s u m pt i o n   c o n c e r n s   a n d  a n o m a ly   de t e c t i o n .   T hi s   i n d i c a t e s   t h a t   t h e   M i n E - DT   a ppr o a c h   o f f e r s   pr o m i s i ng  c a pa bil i t i e s   i n  t e r m s   o f   e f f i c i e n t   da t a   tr a n s mi s s i o n   a n d  r o b u s t   a n o m a ly   d e t e c t i o n ,   e s pe c i a ll y   i n  e nvi r o nm e n t s   w h e r e   e n e r g y   c o ns e r va t i o n   a n d  t r us t w o r t hi n e s s   a r e   c r i t i c a l   f a c t o r s .   T h e   f ut ur e   o f   NI P S   i s   i n t e r t w i n e d  w i t h   e m e r g i n g  t e c hn o l o g i e s ,   f r o m   qua n t u m   c o m put i n g  t o   t h e   pr o l if e r a t i o n  o f   I oT   de vi c e s .   A s   we   t r a n s i t i o n   t o  c l o ud - c e n t r i c   a r c hi t e c t ur e s   a n d  e m b r a c e   z e r o - tr us t  s e c ur i t y   m o de l s ,   NI P S   wi ll   p l a y   e v e n   m o r e   c r i t i c a l   r o l e   i n   s a f e gua r d i ng  d i g i t a l  i nf r a s t r uc t ur e s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   R . S o li ma n, “ T h e  na tu r e   of   c y b e r  t hr e a ts  ha s  c ha nge d d r a ma ti c a ll y   ove r  t h e  pa s t  th r e e  de c a d e s ,”   R e s e ar c h gate , 2022 .   [ 2]   Y .  L i  a nd Q .  L iu , “ A   c o mpr e he ns i ve  r e v i e w  s tu d y   of   c y be r - a tt a c ks  a nd c y b e r  s e c ur it y ;   e me r gi ng t r e nds  a nd r e c e nt  d e v e l o pme n ts ,”   E ne r gy  R e por ts , v o l.  7, pp. 8176 – 8186, 2021, d o i:  1 0.1016/ j. e g y r .2021.08.126.   [ 3 ]   M .  F a r is ,  M .   N .  M a hmud,  M .  F .  M .   S a ll e h,  a nd  A .  A ln o o r ,  “ W ir e l e s s   s e ns o r   ne tw or k  s e c u r it y :  a   r e c e nt   r e v ie w   ba s e d  o n  s ta te - of - th e - a r t   w o r ks ,”   I nt e r nat io nal   J our nal   of   E ngi ne e r in g  B us in e s s   M anage m e nt ,  vo l.   15,  p.   18479790231157 2,  J a n.  2023,  do i:   10.1177/184797902 31157220.   [ 4 ]   C .  I o a nno u  a nd  V .  V a s s il io u,  “ A n  in tr us io n  de t e c ti o n  s y s t e m  f o r   c o ns tr a in e d  W S N   a nd  I oT   n o de s   ba s e d  o n  bi na r y   l o g is ti c   r e gr e s s io n,”   in   P r oc e e di ngs   of   th e   21s t  A C M   I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  M ode li ng,  A nal y s i s   and  Si m ul at io n  of   W ir e le s s   and   M obi le  Sy s te m s , O c t.  2018, pp. 259 – 263, do i:  10.1145/3242102 .3242145 .   [5 ]   I .  A hma d,  M .  B a s he r i,   M .  J .  I qba l,   a nd   A .  R a hi m,  “ P e r f or m a nc e   c ompa r is o n   of   s uppor t  ve c t o r   ma c hi n e ,  r a nd o m  f or e s t,   a nd   e x tr e m e   l e a r ni ng   ma c hi n e   f o r   in tr us i o n  d e t e c ti o n,”   I E E E   A c c e s s ,  vo l.   6,   pp.  33789 – 33795,  2018,   doi :  10.1109/AC C E S S .2018.2841987.   [ 6 ]   S .  S .  S a hu  a nd  M .  P a nd e y ,  “ D is tr ib ut e d   de n ia l  of   s e r v i c e   a tt a c ks :  a   r e v i e w ,”   I nt e r nat io nal   J our nal   of   M ode r n  E duc at io n  and  C om put e r  Sc ie n c e , v o l.  6, n o . 1, pp. 65 – 71, 2014, d o i:  10.5815 / ij me c s .2014.01.07.   [7 ]   H .  A ls ha mbr i,   M .  A .  A lZ a in ,  B .  S o h,  M .  M a s ud,  a nd  J .  A l - A mr i,   “ C y b e r s e c u r it y   a tt a c ks   o n  w ir e l e s s   s e ns o r   n e tw or ks   in   s ma r t  c it i e s :  a n e x p o s it i o n,”   I nt e r nat io nal  J our nal  of  Sc ie nt i f ic  and T e c hnol ogy  R e s e ar c h , v ol . 8, n o . 1, 2020.   [8 ]   Z .  A hma d,  A .  S .   K ha n,  C .  W a i  S hi a ng,  J .  A bdul la h,  a nd  F .  A hma d,  “ N e twor k  in tr us i o n  de t e c ti o n  s y s t e m:   a   s y s t e ma ti c   s tu dy   of   ma c hi ne   l e a r ni ng  a nd  d e e p  l e a r ni ng  a ppr o a c h e s ,”   T r ans ac ti ons   on  E m e r gi ng  T e le c om m uni c at io ns   T e c hnol ogi e s ,  v o l.   32,   n o.  1,     p. e 4150, J a n. 2021, do i:  10.1002/ e tt .4150.   [ 9 ]   H .  J a di dol e s la m y ,  M .  R .  A r e f ,  a nd  H .  B a hr a mgi r i,   “ A   f u z z y   f u ll y   di s tr ib ut e d  tr us t  ma na g e m e nt   s y s t e m  in   w i r e l e s s   s e n s o r   ne tw o r ks ,”   A E U   -   I nt e r nat io nal   J our nal   of   E le c tr oni c s   a nd  C om m uni c at io ns ,  v o l.   70,  n o .  1,  pp.  40 – 49,  2016,  do i:   10.1016/j .a e ue .2015.09.017.   [1 0 ]   B hupe s h,  R .  N a nda l,   K .  J o s hi ,   a nd   O .  D a hi y a ,  “ A   mo di f i e d  a pp r o a c h  to   d e c r e a s e   pa c ke t  lo s s   r a ti o   a nd  P D R   in   A O D V   us in g   f uz z y   te c hni que ,”   in   2022  10t h  I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  R e li abi li ty ,  I nf oc om   T e c hnol ogi e s   and   O pt imi z at io n  ( T r e nds   and  F ut ur e   D ir e c ti ons )  ( I C R I T O ) , O c t.  2022, pp. 1 – 6, d oi :  10.1109/I C R I T O 56286.2022.9964527.   [ 11 ]   A .  P .  A bi doy e   a nd  I .  C .  O ba gbuwa ,  “ D D o S   a tt a c ks   in   W S N s :  de t e c t i o n  a nd  c o unt e r me a s ur e s ,”   I E T   W ir e le s s   Se n s or   Sy s te m s , vo l.   8, no . 2, pp. 52 – 59, 2018, d o i:  10.1049/i e t - w s s .2017.0029.   [ 12 ]   J .  C .  S .  S ic a to ,  S .  K .  S in gh,  S .  R a th o r e ,  a nd  J .  H .  P a r k,  “ C o mpr e he ns i ve   a na l y s e s   of   in tr us i o n  d e t e c ti o n  s y s te m  f or   I oT   e n v ir o nm e nt ,”   J our nal  of  I nf o r m at io n P r oc e s s in g Sy s te m s , v o l.   16, no . 4, pp. 975 – 990, 2020, d o i:  10.3745/J I P S .03.0144.   [ 13 ]   R .  S o ni ,  R .  P a c h o ur i,   a nd  A .  J a in ,  “ D D o S   a tt a c k  d e t e c t i o n  a nd  pr e ve nt i o n  o n  w i r e l e s s   s e ns or   ne twor k  b y   us in g  T B T   m e th o d,”   I nt e r nat io nal  R e s e ar c h J ou r nal  o f  E ngi ne e r in g and T e c hnol ogy  ( I R J E T ) ,  vo l.  8, n o . 3, pp. 737 – 742, 2021.   [ 14 ]   A .  D o g r a   a nd  T .   K a ur ,  “ D D O S   a tt a c k  d e t e c ti o n  a nd  ha ndl in g   me c ha ni s m  in   W S N ,”   I n te r nat io nal   J our nal   of   R e c e nt   T e c hnol ogy   and E ngi ne e r in g , vo l.  8, n o . 3, pp. 4990 – 4993, 2019, d o i:  10.35 940/ ij r t e .C 5644.098319.   [1 5 ]   S .  S a lm i  a nd  L .  O ughdir ,  “ P e r f or ma n c e   e v a lu a ti o n  of   de e p  l e a r ni ng  t e c hni que s   f or   D o S   a tt a c ks   d e t e c ti o n  in   w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw o r k,”   J our nal  of  B ig  D at a , vo l.  10, n o . 1, p. 17, F e b. 2023,  do i:  10.1186/s 40537 - 023 - 00692 - w.   [1 6 ]   T .   K ha n,  K .  S in gh,  K .   A hma d,  a nd  K .   A .  B in   A hma d,  “ A   s e c ur e   a nd  d e pe nda bl e   tr us t  a s s e s s me nt   ( S D T S )   s c he m e   f o r   in dus tr ia l  c o mm uni c a ti o n n e tw o r ks ,”   Sc ie nt if ic  R e por t s , v ol . 13, n o . 1, p.  1910, F e b. 2023, d o i:  10.1038/s 41598 - 023 - 28721 - x.   [ 17]   H .  V   C ha it r a   e t  al . ,  “ D e la y   o pt im i z a ti o n  a nd  e ne r g y   ba la nc in g  a lg o r it h m  f o r   im p r ov in g  n e tw o r k  li f e t im e   in   f i xe d  w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw o r ks ,”   P hy s ic al  C om m uni c at io n , vo l.  58, p. 102038, 2023.   [1 8 ]   S .  B .  S ha h,  Z .  C he n,  F .  Y in ,  I .  U .  K ha n,  a nd  N .  A hma d,  “ E ne r g y   a nd  in te r o pe r a bl e   a w a r e   r o ut in g  f or   th r o ughput  o pt im i z a ti on  in   c lu s te r e d  I oT - w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw or ks ,”   F ut ur e   G e ne r at io n  C om put e r   Sy s te m s ,   v o l.   81,  pp.  372 – 381,  A pr .  2018,  do i:   10.1016/j . f ut ur e .2017.09.043.   [1 9]   G .  G .  G e br e ma r ia m,  J .  P a nda ,  a nd  S .  I ndu,  “ S e c u r e   l o c a li z a ti o n  t e c hni qu e s   in   w ir e l e s s   s e ns o r   n e tw o r ks   a ga in s t  r o ut in g  a tt a c ks   ba s e d  o n  h y b r id   ma c hi ne   le a r n in g  m o d e ls ,”   A le x andr ia   E ngi ne e r in g  J our nal ,  vo l.   82,  pp.  82 – 100,  2023,  do i:   10.1016/j .a e j. 2023.09.064.   [ 20]   M .  M a th e w s ,  M .   S o ng,  S .  S he tt y ,  a nd  R .  M c K e n z i e ,  “ D e t e c t in g  c o mp r o mi s e d  n o d e s   in   w ir e le s s   s e ns o r   ne twor ks ,”   in   E ig ht h A C I S  I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  So f tw ar e   E ngi ne e r in g,  A r ti f ic ia l  I nt e ll ig e nc e ,  N e tw or k in g,  and  P ar al le l/ D is tr ib ut e d  C om put in g  ( SN P D  2007 ) , J ul . 2007, pp. 273 – 278, do i :  10.1109/S N P D .200 7.538.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52         DD oS - att ac k s   pr e v e nti on  us ing  M inE - DT  an   adap ti v e   s e c ur it y   and  adapti v e …  ( B har athi   R amac handr a )   1233   [ 2 1 ]   Y .  C ho   a nd  G .  Q u,  “ A   hy br id   tr us t  m o d e l  a ga in s t  in s id e r   pa c ke t  d r o p  a tt a c ks   in   w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw o r ks ,”   Se ns or s ,   v o l.   23,  no .  9,  p. 4407, Apr . 2023, do i:  10.3390 /s 23094407.   [2 2 ]   Y .  Y u,  K .  L i,   W .  Z ho u,  a nd  P .  L i,   “ T r us t  me c ha ni s ms   in   w ir e l e s s   s e ns o r   ne tw o r ks :  a tt a c k  a na l y s is   a nd  c o unt e r m e a s ur e s ,”   J our nal   of  N e tw or k  an d  C om put e r  A ppl ic at io ns , v o l.  35, n o . 3, pp. 867 – 880, 2012, do i:  10.1016/j . jn c a .2011.03.005.   [2 3 ]   M .  M .  A lq ha ta ni   a nd  M .  G .  M .  M o s ta f a ,  “ T r us t  m o d e li ng   in   w ir e l e s s   s e ns or   n e tw o r ks :  s ta te   of   th e   a r t, ”   J our nal   of   I nf or m a ti on  Se c ur it y  and C y be r c r ime s  R e s e ar c h , v o l.  1, n o . 1, pp. 59 – 72, 2 018, do i:  10.26735/16587790 .2018.007.   [2 4 ]   L .   B .   H o r ma nn,  M .  P i c hl e r - S c h e d e r ,   C .  K a s tl ,  H . - P .  B e r nha r d,  P .  P r i ll e r ,  a nd  A .  S p r in g e r ,  “ L oc a ti o n - ba s e d  tr us tw o r th in e s s   of   w ir e l e s s   s e ns o r   no d e s   us in g  o pt ic a l  l oc a li z a ti o n,”   in   2020  I E E E   M T T - S  I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  M ic r ow av e s   f o r   I nt e ll ig e nt   M obi li ty  ( I C M I M ) , N ov . 2020, pp. 1 – 4, d o i:  10.1109/ I C M I M 48759.2020.9299094.   [2 5 ]   P .  Z ho u,  S .  J ia ng,  A .  I r is s a pp a ne ,  J .  Z ha ng,  J .  Z ho u,  a nd  J .  C .   M .  T e o ,  “ T o w a r d  e n e r g y - e f f ic ie nt   tr us t  s y s t e m   th r o ugh  w a tc h do g  o pt im i z a ti o n  f o r   W S N s ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  I n f or m at io n   F or e ns ic s   and  Se c ur it y ,   v o l.   10,  no .  3,  pp.  613 – 625,  2015,  do i:   10.1109/ T I F S .2015.2389145.       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO RS       Bh a ra thi   R a m a c h a n dra           rece i v e d   t h e  Ba c h el o r  o f  E n g i n ee ri n g   i s   E l ec t ro n i c s   an d   c o mmu n i c at i o n   E n g i n ee ri n g   fr o m   SJ CE   i n   t h e   y ear   2 0 0 8 .   Rece i v e d   Mas t e r  D e g r ee   o n   Co m p u t e r   N e t w o rk   E n g i n ee ri n g   fr o m   N I E   M y s u r u   i n   t h e  y e ar   2 0 1 3 .   Cu rren t y   w o r k i n g   as   a   a s s i s t an t   p ro fe s s o r  i n   t h e   D e p art men t   o f  E C E ,   G SSS I E T W ,   M y s u ru .   H e r  ar e a  o f  i n t r e s t s   are   W SN s ,   a t t ac k s   i n   W SN ,   c r y p t o g rap h y ,   c y b e r  s ecu ri t y ,   I o T ,   a n d   c o mm u n i c at i o n   s y s t em s .   Sh e  c an   b e   co n t a c t ed   at   em ai l :   b h arat h i . 0 8 r@ g m a i l . co m .         Dr .   T .   P .   S u re kh a           i s   Pro f e s s o r  a n d   D e a n   (St u d en t   W e l far e ) ,   D e p art men t   o f   E l ec t ro n i c s   an d   Co mmu n i c at i o n   E n g i n ee r i n g ,   V i d y av ard h a k a  C o l l e g e   o f  E n g i n ee r i n g ,   M y s u ru ,   K arn at ak a ,   I n d i a .   Sh e  h as   c o m p l e t e d   h e r  P h . D .   i n   Co mmu n i c at i o n   S y s t em s   fro m  V i s v e s v ara y a   T ec h n o l o g i c al   U n i v e rs i t y ,   B el ag av i ,   K ar n at ak a,   In d i a.   Sh e  h as   m o r e  t h an   3 0   y e ars   o f  t e a c h i n g   e x p e r i emce .   S h e   h as   p u b l i s h ed   3 2   n at i o n al / i n t e rn at i o n a l   j o u rn a l s .   H e r  ar e as   o f  i n t e r e s t s   are   w i r e   an d   w i r el e s s   c o mmu n i c at i o n   s y s t em s ,   b i o - med i c al   s i g n a l   p ro ce s s i n g   an d   e n g i n ee ri n g   e d u c at i o n .   S h e   c an   b e   co n t a c t ed   at   em ai l :   d r t p s @ v v ce . a c . i n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.