GRS绿色可靠和安全的M2M通信

1、GRS:绿色、可靠和安全的M2M通信,董飞鸿 2012年10月27日,Contents,1、M2M通信基本构架和GRS需求,M2M通信仍处于其婴儿期，面临许多技术挑战。包括M2M调度架构、M2M软件、M2M通信能量效率、可靠性和安全性,最有名的M2M通信 卫星导航系统,1、M2M通信基本构架和GRS需求,一些典型的应用,1、M2M通信基本构架和GRS需求,一些典型的应用,1、M2M通信基本构架和GRS需求,M2M通信构架,文献：GRS The Green Reliability and Security of Emerging Machine to Machine Communications

2、,1、M2M通信基本构架和GRS需求,文献：M2M: From Mobile to Embedded Internet,1、M2M通信基本构架和GRS需求,文献：M2M: From Mobile to Embedded Internet,1、M2M通信基本构架和GRS需求,1.1 M2M部分（M2M domain） M2M局域网由M2M节点和M2M网关组成。 每个M2M节点是灵活智能的一些实时监测传感器设备（电子健康系统传感器、环境监测传感器）。一旦感知到监测数据，M2M节点将做出智能判断，经过单跳或多跳把感知数据传送给M2M网关（GW）。 GW是一种智能设备。 当从M2M节点收集好数据包以后

3、，能够智能管理这些数据包，并提供有效的路径通过有线/无线网络把这些数据包传送到远端服务器(BS),1、M2M通信基本构架和GRS需求,1.2 网络部分（Network domain） 有线网络的巨大成功和无处不在的无线网络（如3G蜂窝网，WiMAX ，局域Wi-Fi）提供了廉价和可靠的网络接入 可以把感知数据包从M2M部分传递到应用部分（Application domain）,1、M2M通信基本构架和GRS需求,1.3 应用部分（Application domain） BS是整个M2M通信系统的重要组成部分 BS不仅是数据的汇合点和存储点，还是不同的远程应用提供实时数据 典型应用：E-heal

4、thcare，Smart home，Environmental monitoring，Industrial automation,1、M2M通信基本构架和GRS需求,1.4 GRS需求 Green: 应聚焦于M2M节点感知、处理和传输时的节能，提高网络的寿命。 Reliability: 不可靠的感知、处理和传输可能导致数据丢失，时延大 Security:一方面各种各样的应用增加的安全的复杂性，另一方面一些节点休眠为使得外界攻击不可测,2、M2M通信的能量效率,N0可以切换到休眠模式，因为其感知范围被其邻居N1到N4完全覆盖,3、M2M通信的可靠性,3.1 感知和处理可靠性 区域投票判决融合算法

5、（local vote decision fusion algorithm， LVDF） 冗余技术（redundancy technologies）,3、M2M通信的可靠性,3.2 传输可靠性 有节点处于休眠模式 为了提高传输可靠性，文献7提出了一种空间冗余技术（ spatial redundancy technology ）,3、M2M通信的可靠性,3.3 BS的可靠性 当到达的包数量较少时，主服务器是激活的；当到达的数据包比较大时，次服务器激活,主服务器和次服务器调度实现BS的可靠性,4、M2M通信的安全性,M2M通信的安全研究仍处于婴儿期 攻击可分为：被动攻击（passive attac

6、k）、主动攻击（active attack） 主动攻击包括：外部攻击（external attacks ）和内部攻击 （internal attacks）,4、M2M通信的安全性,4.1 M2M通信的安全需求 机密性（Confidentiality） 完整性（Integrity） 有效性（Authentication） 不可否决（Non-repudiation） 接入控制（Access control） 可用性（Availability） 私有性（Privacy）,4、M2M通信的安全性,4.2 用于M2M安全的两种安全机制 4.2.1 危害节点检测技术 攻击者攻击一个节点的3个步骤 步骤1：攻击者物理捕获和危害M2M节点 步骤2：攻击者重新配置危害M2M节点至M2M部分 步骤3：攻击者控制危害M2M节点，再进行破坏，实施攻击,4、M2M通信的安全性,early detecting node compromise with couple,4、M2M通信的安全性,bandwidth-efficient cooperative authentication to filter fal