Модуль вразливості у багаторівневій онтології оцінки ризиків бездротової сенсорної мережі

Abstract

У цій роботі представлено розробку модуля вразливості в межах багаторівневої онтології для оцінки ризиків у бездротових сенсорних мережах, що використовуються в промислових середовищах. БСМ складаються з декількох сенсорних вузлів з мікроконтролерами, датчиками, пристроями передачі даних та джерелами живлення, і відіграють ключову роль у моніторингу, діагностиці та управлінні виробничими процесами. Основними перевагами БСМ є зниження витрат завдяки відсутності необхідності прокладання кабелів та легкість масштабування шляхом додавання нових вузлів. Однак, БСМ стикаються з низкою проблем, зокрема обмеженістю джерел живлення, вразливістю до електромагнітних перешкод, низькою пропускною здатністю та загрозами кіберзлому. Ці проблеми роблять їх менш придатними для систем реального часу, де критично важлива швидкість і надійність передачі даних. Модуль вразливості, розроблений у рамках цього дослідження, допомагає вирішити ці виклики, ідентифікуючи слабкі місця, аналізуючи потенційні загрози та оцінюючи ризики за допомогою логічних правил. Ці правила оцінюють різні компоненти мережі, такі як пристрої, протоколи зв'язку та зовнішні фактори, наприклад фізичний доступ і радіоінтерференції. Модуль постійно моніторить мережу, виявляє нові вразливості та надає зворотний зв’язок у режимі реального часу до модуля оцінки ризиків, пропонуючи заходи щодо зменшення ризиків. Це підвищує безпеку та надійність БСМ у промислових застосуваннях. На завершення, модуль вразливості в межах багаторівневої онтології забезпечує структурований підхід до виявлення та усунення ризиків у БСМ. Незважаючи на внутрішні вразливості БСМ, вдосконалення протоколів безпеки та енергоефективності роблять їх дедалі більш придатними для автоматизації та оптимізації промислових процесів

This work presents the development of a vulnerability module within a multi-level ontology for risk assessment in wireless sensor networks (WSNs) used in industrial environments. WSNs consist of multiple sensor nodes with microcontrollers, sensors, communication devices, and power sources, playing a key role in monitoring, diagnostics, and managing industrial processes. Their main advantages include reduced costs due to the lack of cabling and ease of scaling by adding new nodes. However, WSNs face significant challenges, including limited power supply, vulnerability to electromagnetic interference, low bandwidth, and exposure to cyber-attacks. These issues make them less suitable for real-time systems where fast and reliable data transmission is critical. The vulnerability module developed in this study addresses these challenges by identifying weaknesses, analyzing potential threats, and assessing risks using logical rules. These rules assess various network components such as devices, communication protocols, and external factors like physical access and radio interference. The module continuously monitors the network, detects new vulnerabilities, and provides real-time feedback to the risk assessment module, suggesting measures to mitigate risks. This enhances the security and reliability of WSNs in industrial applications. In conclusion, the vulnerability module within the multi-level ontology provides a structured approach to identifying and mitigating risks in WSNs. Despite the inherent vulnerabilities of WSNs, advancements in security protocols and energy efficiency make them increasingly viable for industrial automation and optimization.