[論文レビュー] Exploring Selfish Trends of Malicious Mobile Devices in MANET

P.K. Suri, Kavita Taneja|arXiv (Cornell University)|May 27, 2010

Mobile Ad Hoc Networks参考文献 17被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、エネルギーを節約するためにノードがパケットを転送しないことを拒否するなど、モバイルアドホックネットワーク（MANETs）における自己中心的で悪意ある行動を調査している。ノードがエネルギーを節約するためにパケットを転送しないことでネットワーク接続性が損なわれる。既存の防止機構を分析し、その脆弱性を特定するとともに、オープンで分散型のMANET環境において、多様で協力的でないユーザーが存在する中で、自己中心的行動が感染的に広がり、ネットワークの崩壊を引き起こす可能性があることを強調している。

ABSTRACT

The research effort on mobile computing has focused mainly on routing and usually assumes that all mobile devices (MDs) are cooperative. These assumptions hold on military or search and rescue operations, where all hosts are from the same authority and their users have common goals. The application of mobile ad hoc networks (MANETs) as open networks has emerged recently but proliferated exponentially. Energy is a valuable commodity in MANETs due to the limited battery of the portable devices. Batteries typically cannot be replaced in MANETs, making their lifetime limited. Diverse users, with unlike goals, share the resources of their devices and ensuring global connectivity comes very low in their priority. This sort of communities can already be found in wired networks, namely on peer-to-peer networks. In this scenario, open MANETs will likely resemble social environments. A group of persons can provide benefits to each of its members as long as everyone provides his contribution. For our particular case, each element of a MANET will be called to forward messages and to participate on routing protocols. A selfish behavior threatens the entire community and also this behavior is infectious as, other MDs may also start to perform in the same way. In the extreme, this can take to the complete sabotage of the network. This paper investigates the prevalent malicious attacks in MANET and analyzes recent selfish trends in MANET. We analyzed the respective strengths and vulnerabilities of the existing selfish behaviour prevention scheme.

研究の動機と目的

• エネルギー節約を目的として転送を拒否するノードが存在するモバイルアドホックネットワーク（MANETs）における自己中心的行動の広がりと影響を検討すること。
• 多様で対立するユーザーの目的を持つオープンなMANETにおいて、非協力的ノードが引き起こす課題を特定すること。
• MANETにおける自己中心的行動を防止することを目的とした既存の手法の長所と短所を評価すること。
• 自己中心的行動がどのように広がり、分散型でリソース制限のある環境でネットワーク全体の障害を引き起こすかを検討すること。

提案手法

• MANETにおける自己中心的行動防止機構の設計と運用仮定に焦点を当て、既存の防止機構を分析すること。
• ノードの非協力的状態におけるルーティングプロトコルおよびメッセージ転送メカニズムを検討すること。
• 現在の手法が自己中心的ノード行動に対してスケーラビリティとレジリエンスをどのように保っているかを評価すること。
• 既存の文献を定性的かつ比較的に分析し、自己中心的行動緩和の現在のアプローチにおけるギャップを特定すること。
• エネルギー制限と限られたバッテリー寿命が、モバイルデバイスにおける自己中心的行動の主な要因であることを強調すること。
• 自己中心的行動がオープンで分散型のコミュニティにどのように現れるかを説明するために、ピアツーピアネットワークとの類似性を示すこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MANETにおける自己中心的行動は、ネットワーク接続性とパフォーマンスにどのように悪影響を及ぼすか？
• RQ2 MANETにおける自己中心的ノード行動を防止することを目的とした既存の手法に、どのような主な脆弱性があるか？
• RQ3 なぜ自己中心的行動はMANETにおいて感染的とされるのか？ また、ノード間でどのように広がるのか？
• RQ4 エネルギー制限と限られたバッテリー寿命は、モバイルデバイスにおける自己中心的行動の発生にどのように寄与するか？
• RQ5 ノードが個々のエネルギー節約を優先する場合、オープンで分散型のMANETは、効果的なインcentiveまたは信頼メカニズムが整わない限り、どの程度機能を維持できるか？

主な発見

• パケットの転送を拒否するなど、MANETにおける自己中心的行動は、ネットワーク接続性とルーティング効率を著しく損なう。
• 既存の自己中心的行動防止機構は、オープンで多様な環境においては脆弱であり、耐性に欠ける。
• 自己中心的行動は感染的である—少数のノードが自己中心的戦略を採用すると、他のノードもそれに従うようになり、結果としてネットワーク全体の劣化が進行する。
• エネルギー節約は、バッテリーを交換できないネットワークにおいて、自己中心的行動の主な動機である。
• 多様で非協力的なユーザーが存在するオープンなMANETでは、効果的なインcentiveまたは信頼メカニズムがなければ、障害を起こしやすい。
• 本論文は、現行の手法では、現実のMANET展開における自己中心的ノード行動が引き起こすシステム的リスクに対処するには不十分であると結論づけている。