Optimization of Multi Hop Data Aggregation in Medical Iot Using Trust Based Secure Routing
- 1. Vellore Institute of Technology University
Description
Abstract The concept of the Internet of Things (IoT) consists of various sensing devices that have been subject to the threats that stem from an increased dependence on the technologies of communication. The IoT is the concept of healthcare is the main ingredient in the provision of medical facilities to patients and also facilitates both hospitals and doctors. The system proposed contained different medical devices like the sensors and the applications that are mobile-based or web-based. These communicate by means of the devices connected through the network that helps in monitoring and recording medical information and health data of the patients. The IoT was characterized by distributed topology and limited energy. For this scenario, there is a routing algorithm that is energy-saving and secure playing a major role to ensure IoT performance. The aggregation of security data has a crucial role in reducing the transmission of data and further in prolonging the lifetime of Wireless Sensor Network (WSN). When there was a threat to node security, the nodes had generated different data errors resulting in trouble to the measures of security. Owing to the difference in standards and their communication stacks, the traditional mechanisms to security were dependent on the trust management for functioning. For the purpose of this work, there was a multi-hop routing model used in medical IoT that was proposed. For balancing of consumption of energy and trust, routing from the source to the destination has to be taken into consideration for the appraisal of trust as opposed to the destination peers. At the same time, the consumption of energy has to be one major criterion. There was an Imperialist Competitive Algorithm (ICA) with Harmony Search (HS) that can balance the consumption of energy for the reduction of trust cost. This was based on a socio-politically inspired strategy of optimization. The HS was based on the process of improvisation of musicians. The results of the experiment proved this strategy was better in terms of performance than the other methods.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يتكون مفهوم إنترنت الأشياء (IoT) من أجهزة استشعار مختلفة تعرضت للتهديدات الناجمة عن زيادة الاعتماد على تقنيات الاتصال. إنترنت الأشياء هو مفهوم الرعاية الصحية وهو المكون الرئيسي في توفير المرافق الطبية للمرضى ويسهل أيضًا كل من المستشفيات والأطباء. احتوى النظام المقترح على أجهزة طبية مختلفة مثل أجهزة الاستشعار والتطبيقات المستندة إلى الهاتف المحمول أو المستندة إلى الويب. وتتواصل عن طريق الأجهزة المتصلة عبر الشبكة التي تساعد في رصد وتسجيل المعلومات الطبية والبيانات الصحية للمرضى. اتسمت إنترنت الأشياء بالطوبولوجيا الموزعة والطاقة المحدودة. بالنسبة لهذا السيناريو، هناك خوارزمية توجيه موفرة للطاقة وآمنة تلعب دورًا رئيسيًا لضمان أداء إنترنت الأشياء. يلعب تجميع بيانات الأمان دورًا حاسمًا في الحد من نقل البيانات وإطالة عمر شبكة الاستشعار اللاسلكية (WSN). عندما كان هناك تهديد لأمن العقد، ولدت العقد أخطاء مختلفة في البيانات مما أدى إلى مشكلة في مقاييس الأمان. نظرًا للاختلاف في المعايير ومجموعات الاتصالات الخاصة بها، كانت الآليات التقليدية للأمن تعتمد على إدارة الثقة للعمل. لغرض هذا العمل، كان هناك نموذج توجيه متعدد القفزات يستخدم في إنترنت الأشياء الطبية التي تم اقتراحها. لتحقيق التوازن بين استهلاك الطاقة والثقة، يجب أن يؤخذ التوجيه من المصدر إلى الوجهة في الاعتبار لتقييم الثقة بدلاً من نظرائهم في الوجهة. وفي الوقت نفسه، يجب أن يكون استهلاك الطاقة أحد المعايير الرئيسية. كانت هناك خوارزمية تنافسية إمبريالية (ICA) مع Harmony Search (HS) يمكنها موازنة استهلاك الطاقة لتقليل تكلفة الثقة. استند هذا إلى استراتيجية مستوحاة اجتماعيًا وسياسيًا للتحسين. اعتمد النظام المنسق على عملية ارتجال الموسيقيين. أثبتت نتائج التجربة أن هذه الاستراتيجية كانت أفضل من حيث الأداء من الطرق الأخرى.Translated Description (French)
Résumé Le concept de l'Internet des Objets (IoT) se compose de divers dispositifs de détection qui ont été soumis aux menaces qui découlent d'une dépendance accrue aux technologies de communication. L'IoT est le concept selon lequel les soins de santé sont l'ingrédient principal de la fourniture d'installations médicales aux patients et facilitent également les hôpitaux et les médecins. Le système proposé contenait différents dispositifs médicaux tels que les capteurs et les applications mobiles ou Web. Ceux-ci communiquent au moyen des appareils connectés via le réseau qui aide à surveiller et à enregistrer les informations médicales et les données de santé des patients. L'IoT était caractérisé par une topologie distribuée et une énergie limitée. Pour ce scénario, il existe un algorithme de routage économe en énergie et sécurisé qui joue un rôle majeur pour assurer les performances de l'IoT. L'agrégation des données de sécurité joue un rôle crucial dans la réduction de la transmission des données et dans la prolongation de la durée de vie du réseau de capteurs sans fil (WSN). Lorsqu'il y avait une menace pour la sécurité des nœuds, les nœuds avaient généré différentes erreurs de données entraînant des problèmes pour les mesures de sécurité. En raison de la différence de normes et de leurs piles de communication, les mécanismes traditionnels de sécurité dépendaient de la gestion de la confiance pour leur fonctionnement. Aux fins de ce travail, un modèle de routage à sauts multiples utilisé dans l'IdO médical a été proposé. Pour équilibrer la consommation d'énergie et la confiance, l'acheminement de la source à la destination doit être pris en compte pour l'évaluation de la confiance par opposition aux pairs de destination. Dans le même temps, la consommation d'énergie doit être un critère majeur. Il y avait un algorithme concurrentiel impérialiste (ICA) avec Harmony Search (HS) qui peut équilibrer la consommation d'énergie pour la réduction du coût de la confiance. Cela reposait sur une stratégie d'optimisation d'inspiration sociopolitique. Le SH était basé sur le processus d'improvisation des musiciens. Les résultats de l'expérience ont prouvé que cette stratégie était meilleure en termes de performance que les autres méthodes.Translated Description (Spanish)
Resumen El concepto de Internet de las Cosas (IoT) consiste en varios dispositivos de detección que han estado sujetos a las amenazas que se derivan de una mayor dependencia de las tecnologías de la comunicación. El IoT es el concepto de atención médica es el ingrediente principal en la provisión de instalaciones médicas a los pacientes y también facilita tanto a los hospitales como a los médicos. El sistema propuesto contenía diferentes dispositivos médicos como los sensores y las aplicaciones basadas en dispositivos móviles o en la web. Estos se comunican por medio de los dispositivos conectados a través de la red que ayuda en el monitoreo y registro de información médica y datos de salud de los pacientes. El IoT se caracterizó por una topología distribuida y una energía limitada. Para este escenario, existe un algoritmo de enrutamiento que ahorra energía y es seguro y desempeña un papel importante para garantizar el rendimiento de IoT. La agregación de datos de seguridad tiene un papel crucial en la reducción de la transmisión de datos y en la prolongación de la vida útil de la Red Inalámbrica de Sensores (WSN). Cuando había una amenaza para la seguridad de los nodos, los nodos habían generado diferentes errores de datos que resultaban en problemas para las medidas de seguridad. Debido a la diferencia en los estándares y sus pilas de comunicación, los mecanismos tradicionales de seguridad dependían de la gestión de la confianza para su funcionamiento. Para el propósito de este trabajo, se propuso un modelo de enrutamiento de múltiples saltos utilizado en IoT médica. Para equilibrar el consumo de energía y la confianza, el enrutamiento desde la fuente hasta el destino debe tenerse en cuenta para la evaluación de la confianza en lugar de los pares de destino. Al mismo tiempo, el consumo de energía tiene que ser un criterio importante. Existía un Algoritmo Competitivo Imperialista (ACI) con Búsqueda de Armonía (BSA) que puede equilibrar el consumo de energía para la reducción del coste de confianza. Esto se basó en una estrategia de optimización inspirada en la sociopolítica. El HS se basaba en el proceso de improvisación de los músicos. Los resultados del experimento demostraron que esta estrategia era mejor en términos de rendimiento que los otros métodos.Files
latest.pdf.pdf
Files
(433.6 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:212a7fd04be3fbdcd6d377f320798ad1
|
433.6 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحسين تجميع البيانات متعددة القفزات في IOT الطبية باستخدام التوجيه الآمن القائم على الثقة
- Translated title (French)
- Optimisation de l'agrégation de données à sauts multiples dans le domaine médical à l'aide d'un routage sécurisé basé sur la confiance
- Translated title (Spanish)
- Optimización de la Agregación de Datos de Salto Múltiple en Iot Médico Usando Enrutamiento Seguro Basado en Confianza
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4300865416
- DOI
- 10.21203/rs.3.rs-2089916/v1
References
- https://openalex.org/W1943579973
- https://openalex.org/W1980835351
- https://openalex.org/W2010472188
- https://openalex.org/W2048643145
- https://openalex.org/W2060205777
- https://openalex.org/W2519166586
- https://openalex.org/W2618190511
- https://openalex.org/W2748436845
- https://openalex.org/W2749144149
- https://openalex.org/W2774403371
- https://openalex.org/W2793685241
- https://openalex.org/W2891991302
- https://openalex.org/W2892466769
- https://openalex.org/W2899075810
- https://openalex.org/W2905829189
- https://openalex.org/W2942868104
- https://openalex.org/W2946755095
- https://openalex.org/W3096324038
- https://openalex.org/W3104736991
- https://openalex.org/W3118026702
- https://openalex.org/W3135485348
- https://openalex.org/W3172812635
- https://openalex.org/W4244561079
- https://openalex.org/W4285719527