An analysis of security protocols in wireless sensor networks

As redes de sensores sem fio (RSSF) são compostas por pequenos dispositivos distribuídos em uma região geográfica com a finalidade de monitorar ou interagir com o ambiente. Esse tipo de rede tem sido alvo de grande atenção da comunidade acadêmica e empresarial, dados os avanços das produções científicas e aplicações comerciais. Além disso, há grande potencial para esse modelo de rede, pois há diversos benefícios em se ter muitos dispositivos de baixo custo trabalhando em cooperação e que ainda podem interagir com o mundo real. As RSSFs apresentam novos desafios, até então inexistentes na maioria das redes modernas. A baixa capacidade de processamento dos dispositivos, a limitação do tamanho de um pacote, a baixa taxa de transferência de pacotes, a baixa capacidade da bateria de um dispositivo e o alcance limitado do rádio dificultam ou até inviabilizam muitas implementações de segurança. Neste sentido, há uma grande variedade de protocolos de segurança, os quais tentam fornecer o máximo de propriedades desejadas, como por exemplo autenticidade e confidencialidade de mensagens. Nesta dissertação, analisamos e comparamos dois pares de protocolos de segurança que possuem grande atenção da comunidade. Os protocolos foram analisados com base em seus mecanismos criptográficos e propriedades oferecidas. Além disso, com o uso de um simulador de RSSFs, realizamos experimentos que ajudam a entender o comportamento de dois protocolos, principalmente no que se relaciona com o consumo de energia dos dispositivos sensores.Wireless Sensor Networks (WSNs) are formed by many tiny devices deployed for monitoring or interacting with the environment in a geografic area. This kind of network has received great attention in the academic and corporate community, given the advances of comercial applications and scientific developments. The benefits of having many low cost devices cooperating and interacting with the real world explain the great potential of such networks. The WSNs come with new challenges, so far not faced in modern networks. The low-power, low-processing devices, limited bandwidth and radio range make many security implementations difficult or even unfeasible. Within this context, there is a diversity of security protocols, intended to provide as many security properties as possible, like confidentiality and authentication of messages. In this master thesis, we compare and evaluate two pairs of security protocols that enjoy significant attention in the community. These protocols are evaluated based on their given properties and cryptographic primitives. Using a WSNs simulator, we performed experiments that help to understand the behavior of these two protocols, mainly for energy consumption purposes