A cognitive-radio-based method for improving availability in body sensor networks

Abstract

One of the main threats to body sensor networks (BSNs) is denial of service attacks that disrupt communications used to transmit patients' health data. The application of cognitive radio (CR) technology into BSNs can mitigate such a threat and improve network availability, by allowing network nodes to cooperatively agree on a new radio channel whenever the quality of the channel being in use decreases. However, the cooperative spectrum sensing mechanisms used by CRs should also be protected to prevent an attacker from predicting the new channel of operation. In this work, we present a lightweight and robust mechanism that appropriately secures the channel selection process while minimizing resources consumption, thus being suited for resource constrained devices such as body sensor nodes. The proposed method has been analyzed in terms of energy consumption and transmission overhead and it has been shown that it outperforms existing cryptographic approaches.

Una de las principales amenazas para las redes de sensores corporales (BSNS) son los ataques de denegación de servicio que interrumpen las comunicaciones que se utilizan para transmitir los datos sanitarios de los pacientes. La aplicación de la tecnología de radio cognitiva (CR) en BSNs puede mitigar tal amenaza y mejorar la disponibilidad de la red, permitiendo que los nodos de red cooperen en un nuevo canal de radio cada vez que la calidad del canal en uso disminuye. Sin embargo, los mecanismos de detección de espectro de cooperación utilizados por CRS también deben ser protegidos para evitar que un atacante pueda predecir el nuevo canal de operación. En este trabajo, presentamos un mecanismo ligero y robusto que asegura adecuadamente el proceso de selección de canal y reducir al mínimo el consumo de recursos, siendo por tanto adecuado para dispositivos con recursos limitados, tales como los nodos de sensores corporales. El método propuesto ha sido analizado en términos de consumo de energía y gastos generales de transmisión, y se ha demostrado que supera los enfoques criptográficos existentes.

Una de les principals amenaces per a les xarxes de sensors corporals (BSNS) són els atacs de denegació de servei que interrompen les comunicacions que s'utilitzen per transmetre les dades sanitàries dels pacients. L'aplicació de la tecnologia de ràdio cognitiva (CR) en BSNS pot mitigar tal amenaça i millorar la disponibilitat de la xarxa, permetent que els nodes de xarxa cooperin en un nou canal de ràdio cada vegada que la qualitat de la cadena en ús disminueix. No obstant això, els mecanismes de detecció d'espectre de cooperació utilitzats per CRS també han de ser protegits per evitar que un atacant pugui predir el nou canal d'operació. En aquest treball presentem un mecanisme lleuger i robust que assegura adequadament el procés de selecció de canal i reduir al mínim el consum de recursos, sent per tant adequat per a dispositius amb recursos limitats, com ara els nodes de sensors corporals. El mètode proposat ha estat analitzat en termes de consum d'energia i despeses generals de transmissió i s'ha demostrat que supera els enfocaments criptogràfics existents.