Seminář UPSY - Stehlík M.: Evoluční algoritmy a bezpečnost bezdrátových senzorových sítích

Bezdrátové senzorové sítě (wireless sensor networks - WSN) se obvykle skládají z velkého množství senzorových uzlů - jednoduchých nízkonákladových zařízení s omezenými výpočetními zdroji, pamětí i energií. Cílem WSN je sledovat rozsáhlejší prostory - mohou monitorovat pohyb osob či zvířat, měřit teplotu či vlhkost, detekovat požáry atd. Vzhledem k tomu, že WSN jsou nasazovány v otevřených prostorech, může docházet k odposlechům komunikace, nebo útokům na WSN využitím zařízení, která aktivně manipulují komunikovaná data. V přednášce si představíme možnost detekce těchto útoků přímo senzorovými uzly v prostoru celé sítě. To však přináší zvýšené nároky na zdroje senzorových uzlů - zejména paměť a energii. Na optimalizaci použitých parametrů detekčního systému s ohledem na zdroje, ale také přesnost detekce, využíváme vlastní optimalizační framework skládající se ze simulátoru a optimalizační jednotky. Pro vlastní optimalizaci využíváme multikriteriální evoluční algoritmy - NSGA-II a SPEA2, které poskytují množinu navzájem nedominovaných řešení s ohledem na specifikovaná kritéria. Z těchto řešení je možné vybírat a měnit nastavení systému dle potřeby. V přednášce bude představeno i další využití evolučních algoritmů v WSN - automatické generování protokolů pro amplifikaci bezpečnosti pomocí lineárního genetického programování a simulátoru. Tyto protokoly popisují, jak by měly být v WSN propagovány nové šifrovací klíče uzlům, jejichž klíče byly kompromitovány.

Martin Stehlík je členem centra pro výzkum v oblasti kryptografie a bezpečnosti (CRoCS - Centre for Research on Cryptography and Security) na Fakultě informatiky Masarykovy univerzity, kde v současné době dokončuje doktorské studium. Jeho hlavní oblastí zájmu je bezpečnost bezdrátových senzorových sítí, kde je autorem či spoluautorem šesti mezinárodních publikací. V rámci centra CRoCS se podílel na vývoji bezpečnostní platformy poskytující bezdrátovým senzorovým sítím ochranu před pasivními i aktivními útoky. Zejména se věnuje systému pro detekci průniku, který je optimalizován pomocí evolučních algoritmů a distribuovaných simulací. Martin Stehlík spolupracoval s průmyslovými partnery i v jiných oblastech bezpečnosti, například detekce spamu.