Efficient Security Solutions for IoT Devices

No Thumbnail Available

Date

2021

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Saudi Digital Library

Abstract

The Internet of Things (IoT) is a technological innovation that has revolutionized society. It has affected all aspects of life, from our homes and our cars, to our workplaces, where it has helped us to become more productive. The IoT will forever change the way we use simple things that do very little things to smart, fully capable things. IoT devices are able to process and automate everyday household and workplace tasks through simple sensors. Yet despite the benefits of these devices, there is the problem of these devices tends to use most of their resources and computing power for the application’s key features; thus, ensuring protection and privacy at a lower cost is a must, not to mention they are vulnerable to violations such as privacy issues and security breaches. The purpose of this thesis is to provide a solution to protect IoT devices from security breaches while requiring minimal computing resources that do not compromise the key features of the application. The current threats are investigated, as well as the reasons why IoT devices are vulnerable. Moreover, the technologies used in the IoT are examined, as well as the different communication layers of the IoT and their functioning. The findings reveal that IoT devices are prone to many software and hardware vulnerabilities. Solutions to these challenges are proposed, notably through the use of anomaly-based intrusion detection systems and machine learning (ML), Many proposed anomaly-based detection systems use different ML algorithms and techniques. However, this research aim to enhance the efficiencty of anomaly-based detection systems to be suitable for IoT environment. there is no standard benchmark to compare the power consumption. A benchmark that measures both accuracy and power consumption to calculate and evaluate each algorithm’s implementation is proposed. The benchmark was used to compare six different ML algorithms on the UNSW NB15 dataset. Feature selection was proposed to be used as an efficient solution for IoT. the proposed solution allowed achieving 98.49% accuracy while only taking 0.06s to finish the test stage which considers 4 times faster if we didn't use the proposed solution.

Description

إنترنت الأشياء (Internet of Things) هو ابتكار تكنولوجي أحدث ثورة في المجتمع. حيث أنه قد أثر على جميع جوانب الحياة ، من منازلنا وسياراتنا إلى أماكن عملنا ، حيث ساعدتنا هذه التقنيات على أن نصبح أكثر إنتاجية و فعالية. ستغير أجهزة إنترنت الأشياء الطريقة التي نستخدم بها الأشياء البسيطة التي تقوم بأعمال بسيطة لأشياء ذكية قادرة تمامًا على عمل عدة أعمال معقدة. أجهزة إنترنت الأشياء قادرة على معالجة وأتمتة المهام المنزلية اليومية وأماكن العمل من خلال أجهزة استشعار بسيطة. ومع ذلك ، على الرغم من مزايا هذه الأجهزة ، تميل هذه الأجهزة إلى استخدام معظم مواردها وقوتها الحاسوبية من أجل الأعمال الرئيسية المصممة له ؛ وبالتالي ، فإن ضمان الحماية والخصوصية بتكلفة أقل أمر لا بد منه، ناهيك عن أنهم عرضة للانتهاكات مثل انتهاكات الخصوصية والأنتهاكات الأمنية. الغرض من هذه الأطروحة هو توفير حل لحماية أجهزة إنترنت الأشياء من الأنتهاكات الأمنية مع أستخدام الحد الأدنى من الموارد الحاسوبية لكي لا تتعرض الميزات الرئيسية للعطل. تم التحقق في هذه الأطروحة من التهديدات الحديثة ، وكذلك أسباب ضعف أجهزة إنترنت الأشياء. علاوة على ذلك ، تم فحص التقنيات المستخدمة في إنترنت الأشياء ، وكذلك طبقات الاتصال المختلفة لإنترنت الأشياء وكيفية عملها. وقد كشفت النتائج عن أن أجهزة إنترنت الأشياء معرضة للعديد من نقاط الضعف في ما يتعلق بالسوفتوير و الهاردوير. تم اقتراح حلول لهذه التحديات ، من خلال استخدام أنظمة الكشف عن التسلل المستندة إلى الشذوذ (Anomaly-Based Intrusion Detection Systems) وتعلم الألة (Machine Learning, تستخدم العديد من أنظمة الكشف القائمة على الشذوذ خوارزميات وتقنيات مختلفة. ومع ذلك ، يهدف هذا البحث إلى تعزيز فعالية أنظمة الكشف القائمة على الشذوذ لتكون مناسبة لبيئة إنترنت الأشياء. لا يوجد معيار قياسي لمقارنة استهلاك الطاقة. لذالك تم أقترح معيار يقيس كلاً من الدقة واستهلاك الطاقة لحساب وتقييم تنفيذ كل خوارزمية. تم استخدام هذا المعيار لمقارنة ستة خوارزميات مختلفة على مجموعة بيانات UNSW-NB15 . تم اقتراح اختيار الميزة لاستخدامها كحل فعال لإنترنت الأشياء. أتاح الحل المقترح تحقيق دقة %98.49% مع أخذ 0.06 ثانية فقط لإنهاء مرحلة الاختبار التي تعتبر أسرع 4 مرات من دون استخدام الحل المقترح.

Keywords

Citation

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By

Copyright owned by the Saudi Digital Library (SDL) © 2025