Security / energy compromise in wireless sensor network
Compromis Sécurité / Énergie dans les réseaux de capteurs sans fil
Résumé
Wireless sensor networks give us opportunities to improve many applications in many fields(medicine, military, etc.). The data collected by sensor node flies as plain text on sensor networkand can be intercepted by a spy. Depending on the importance of data, the wanted level of securitycould be high which may impact the energy consumption of sensor nodes. These two constraints,security and energy are difficult to combine. There is a trade-off between energy savings that willdetermine the lifetime of the network and the level of security desired by the application.The objective of this thesis is to study the trade-off between these two constraints, both from atheoretical perspective and from a practical point of view (with an implementation of algorithms andreal tests on sensor networks). The DES symmetric cryptographic algorithm was chosen as a casestudy. The results obtained on the academic platform Senslab have shown a clear relationshipbetween energy consumption and the number of rounds of DES and therefore the level of security.These experiments were repeated with the AES algorithm, newer and safer, but also more energyconsumer.Then, from the results, a generic model of consumption for cryptographic algorithms has been builtfor a complete network. The complementary use of data compression has reduced this impact ofenergy consumption in an interesting way. Finally, the memory usage and the time of encryption andcompression were evaluated in order to stay within realistic ranges of use.
L’utilisation des réseaux de capteurs offre de nouvelles perspectives dans de nombreux domaines (médecine, militaire, etc.). Les données récoltées par ces capteurs circulent en clair sur les réseaux de capteurs et peuvent être interceptées par un espion. Selon le domaine d’utilisation, le niveau de sécurité souhaité peut être élevé, ce qui peut provoquer une hausse de la consommation d’énergie sur les nœuds. Ces deux contraintes, sécurité et énergie, sont difficilement conciliables. Il y a donc un compromis à trouver entre l’économie d’énergie qui va conditionner la durée de vie du réseau, et le niveau de sécurité souhaité par l’application. L’objectif de cette thèse est d’étudier les compromis à trouver entre ces deux contraintes, à la fois d’un point de vue théorique et d’un point de vue pratique (par une implémentation des algorithmes et des tests réels sur des réseaux de capteurs par choisissant les algorithmes DES et AES). L’algorithme de cryptographie symétrique DES a ´ et ´e choisi comme objet d’étude. Les résultats obtenus sur la plateforme académique Senslab ont permis de déterminer une relation précise entre la consommation d’énergie et le nombre de rondes de DES et donc le niveau de sécurité. Ces expériences ont été renouvelées avec l’algorithme AES, plus récent et plus sûr, mais aussi plus consommateur en énergie. Puis, à partir des résultats obtenus, un modèle générique de consommation pour les algorithmes cryptographiques a été construit pour un réseau complet. L’utilisation complémentaire de la compression des données a permis de réduire cet impact de manière intéressante. Enfin, l’utilisation de la mémoire et l’évaluation du temps de chiffrement et de compression ont été évalué de manière à rester dans des fourchettes réalistes d’utilisation réaliste.
Domaines
Autre| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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