[論文レビュー] An architecture for

P. Shrinivasan. R. Patnaikuni, Raj Kulkarni|arXiv (Cornell University)|Nov 5, 2011

IoT and Edge/Fog Computing被引用数 10

ひとこと要約

本論文は、インテอรicensト・オブ・スモーズト（IoT）におけるIPv4およびIPv6対応埋め込みデバイス間のシームレスで安全な通信を実現するために、SOCKSプロトコルを用いたIPv6/IPv4ゲートウェイアーキテクチャを提案する。キャッシュメカニズムを統合することで、異種のIoT環境における性能向上、応答時間の短縮、DoS攻撃のリスク低減が達成される。

ABSTRACT

Of Things evolved from Internet Of Things. Lot of research has been done in designing architecture for Of Things. Two main architectures are Smart gateway based architecture and embedded Web Server based architecture. These architectures address some of the basic and essential issues relating to Service Oriented Architecture for Of Things. Taking into consideration the period of coexistence of IPv4 and IPv6 we propose an architecture using SOCKS protocol based IPv6/IPv4 gatewaying and refinements which facilitates smooth heterogeneous communications between the IPv6 and IPv4 enabled embedded nodes and can potentially be used to prevent security threats like Denial-of-Service (DoS) attacks on embedded devices attached to the web and increase its performance. Our architecture provides a way for caching responses from device and thereby increasing its efficiency and performance and yielding quick response times.

研究の動機と目的

• 進化するインテอรicensト・オブ・スモーズト（IoT）における、IPv4およびIPv6対応埋め込みデバイス間の相互運用性の課題に対処すること。
• 埋め込みIoTデバイスを標的とするサービス拒否（DoS）攻撃などのセキュリティ脅威を軽減すること。
• デバイスの応答を知的キャッシュすることで、システムのパフォーマンスと応答時間を向上させること。
• IoT導入における移行期間中にIPv4およびIPv6プロトコルの円滑な共存を実現すること。
• 異種のIoT通信を対応できるスケーラブルでサービス指向のアーキテクチャを提供すること。

提案手法

• IPv4およびIPv6ネットワーク間の翻訳を可能にするために、SOCKSプロトコルをIPv6/IPv4ゲートウェイングの基盤として使用する。
• 異種のIoTノード間での安全で効率的な通信をサポートするため、SOCKSベースのゲートウェイに改良を加える。
• 埋め込みデバイスからの応答を格納・再利用するキャッシュレイヤーを統合することで、重複通信を削減する。
• モジュラーで拡張可能なIoTサービス統合を可能にするために、サービス指向の原則を支援するアーキテクチャを設計する。
• 接続状態を維持し、IPv4およびIPv6デバイス間のルーティングを最適化するゲートウェイメカニズムを採用する。
• トラフィックのフィルタリングおよび監視をゲートウェイが実行することで、DoS攻撃への露出を低減する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、IoTシステムにおけるIPv4およびIPv6対応埋め込みデバイス間でシームレスな通信を実現できるか？
• RQ2 どのようなメカニズムが、異種のIoTネットワークにおける遅延を効果的に低減し、応答時間を向上させることができるか？
• RQ3 ゲートウェイベースのアーキテクチャは、埋め込みIoTデバイスに対するDoS攻撃に対してどのようにしてセキュリティを強化できるか？
• RQ4 キャッシュをIoTゲートウェイに統合することで、パフォーマンスとスケーラビリティをどのように向上させられるか？
• RQ5 SOCKSプロトコルは、IPv4およびIPv6ネットワーク間で、どのようにして安全で相互運用可能な通信を可能にするか？

主な発見

• 提案されたアーキテクチャは、SOCKSベースのゲートウェイングにより、IPv4およびIPv6対応埋め込みデバイス間の効率的で安全な通信を実現する。
• デバイスの応答をキャッシュすることで、重複するデータ転送が顕著に削減され、システムの応答時間が向上する。
• ゲートウェイメカニズムにより、悪意あるまたは過剰なトラフィックをフィルタリングすることで、潜在的なDoS攻撃のベクトルを検出・緩和できる。
• 移行段階においても、IPv4およびIPv6プロトコルの共存をサポートし、後方互換性を確保する。
• サービス指向の原則の統合により、IoTシステム設計におけるモularityおよび拡張性が向上する。
• 洗練されたSOCKSプロトコルコンponentsの使用により、異種のIoT環境においても信頼性が高くスケーラブルな通信が可能になる。