Published January 1, 2020 | Version v1
Publication Open

RTS: A Robust and Trusted Scheme for IoT-Based Mobile Wireless Mesh Networks

Creators

  • 1. Islamia College University
  • 2. University of Haripur
  • 3. King Saud University

Description

Wireless mesh networks consist of various mesh clients that are organized in an unfixed infrastructure and packets are forwarded using a multi-hop model. Routing protocols have a significant impact on mesh networks because their performance has a crucial effect on nodes connectivity and throughput. Recently, the integration of mesh clients with the Internet of Things (IoT) has gained significant importance to connect billions of machines and achieve fast coverage with minimum network cost. However, if mesh clients are mobile, then data routing via intermediate nodes gives a noteworthy effect on the network performance and latency. Furthermore, over the Internet, a malicious node may be a part of the mesh network and as a result, the sending information can be manipulated and compromised. Therefore, this research article aims to propose a robust and trusted scheme (RTS) for IoT-based mobile mesh networks to provide reliable routing, data confidentiality, and integrity. Firstly, the proposed scheme presents a robust data routing among mobile mesh clients, routers and gateway devices based on the network parameters and measurement of wireless channels. Moreover, the wireless channels between mesh devices are formulated based on the efficacy of link costs for data dissemination. Besides, the location of mobile mesh clients is determined by computing the distance vector at a regular time interval. Secondly, a secure and authentic data protection technique is proposed using public-private key cryptography, which aims to increase the protection of mesh clients with minimal overhead. The competence of the proposed scheme is significantly improved with respect to network throughput by an average of 14%, packet loss rate by an average of 37%, latency rate by an average of 12%, computational overhead by an average of 34%, and energy efficiency by an average of 20% as compared to other works.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تتكون الشبكات الشبكية اللاسلكية من عملاء شبكيين مختلفين يتم تنظيمهم في بنية تحتية غير ثابتة ويتم إعادة توجيه الحزم باستخدام نموذج متعدد القفزات. تؤثر بروتوكولات التوجيه تأثيرًا كبيرًا على الشبكات المتداخلة لأن أدائها له تأثير حاسم على اتصال العقد وإنتاجيتها. في الآونة الأخيرة، اكتسب دمج عملاء الشبكة مع إنترنت الأشياء (IoT) أهمية كبيرة لربط مليارات الآلات وتحقيق تغطية سريعة بأقل تكلفة للشبكة. ومع ذلك، إذا كان عملاء الشبكة متنقلين، فإن توجيه البيانات عبر العقد الوسيطة يعطي تأثيرًا ملحوظًا على أداء الشبكة والكمون. علاوة على ذلك، عبر الإنترنت، قد تكون العقدة الخبيثة جزءًا من الشبكة المتداخلة، ونتيجة لذلك، يمكن التلاعب بمعلومات الإرسال واختراقها. لذلك، تهدف هذه المقالة البحثية إلى اقتراح مخطط قوي وموثوق به (RTS) لشبكات شبكات الهاتف المحمول القائمة على إنترنت الأشياء لتوفير توجيه موثوق وسرية بيانات وسلامة. أولاً، يقدم المخطط المقترح توجيهًا قويًا للبيانات بين عملاء الشبكات المحمولة وأجهزة التوجيه وأجهزة البوابة بناءً على معلمات الشبكة وقياس القنوات اللاسلكية. علاوة على ذلك، تتم صياغة القنوات اللاسلكية بين الأجهزة الشبكية بناءً على فعالية تكاليف الارتباط لنشر البيانات. إلى جانب ذلك، يتم تحديد موقع عملاء الشبكة المتنقلة عن طريق حساب متجه المسافة في فاصل زمني منتظم. ثانيًا، يتم اقتراح تقنية آمنة وأصيلة لحماية البيانات باستخدام تشفير المفتاح بين القطاعين العام والخاص، والذي يهدف إلى زيادة حماية عملاء الشبكة بأقل قدر من النفقات العامة. تم تحسين كفاءة المخطط المقترح بشكل كبير فيما يتعلق بإنتاجية الشبكة بمتوسط 14 ٪، ومعدل فقدان الحزمة بمتوسط 37 ٪، ومعدل الكمون بمتوسط 12 ٪، والنفقات العامة الحسابية بمتوسط 34 ٪، وكفاءة الطاقة بمتوسط 20 ٪ مقارنة بالأعمال الأخرى.

Translated Description (French)

Les réseaux maillés sans fil se composent de divers clients maillés qui sont organisés dans une infrastructure non fixée et les paquets sont transférés à l'aide d'un modèle multi-saut. Les protocoles de routage ont un impact significatif sur les réseaux maillés car leurs performances ont un effet crucial sur la connectivité et le débit des nœuds. Récemment, l'intégration des clients mesh à l'Internet des objets (IoT) a pris une importance significative pour connecter des milliards de machines et obtenir une couverture rapide avec un coût réseau minimum. Cependant, si les clients maillés sont mobiles, le routage des données via des nœuds intermédiaires donne un effet notable sur les performances et la latence du réseau. En outre, sur Internet, un nœud malveillant peut faire partie du réseau maillé et, par conséquent, les informations d'envoi peuvent être manipulées et compromises. Par conséquent, cet article de recherche vise à proposer un schéma robuste et fiable (RTS) pour les réseaux maillés mobiles basés sur l'IoT afin de fournir un routage fiable, la confidentialité des données et l'intégrité. Tout d'abord, le schéma proposé présente un routage de données robuste entre les clients de maillage mobile, les routeurs et les dispositifs de passerelle basé sur les paramètres de réseau et la mesure des canaux sans fil. De plus, les canaux sans fil entre les dispositifs maillés sont formulés en fonction de l'efficacité des coûts de liaison pour la diffusion des données. En outre, l'emplacement des clients de maillage mobile est déterminé en calculant le vecteur de distance à un intervalle de temps régulier. Deuxièmement, une technique de protection des données sécurisée et authentique est proposée à l'aide de la cryptographie à clé publique-privée, qui vise à accroître la protection des clients maillés avec un minimum de frais généraux. La compétence du système proposé est considérablement améliorée en ce qui concerne le débit du réseau de 14 % en moyenne, le taux de perte de paquets de 37 % en moyenne, le taux de latence de 12 % en moyenne, les frais généraux de calcul de 34 % en moyenne et l'efficacité énergétique de 20 % en moyenne par rapport aux autres travaux.

Translated Description (Spanish)

Las redes de malla inalámbricas consisten en varios clientes de malla que están organizados en una infraestructura no fija y los paquetes se reenvían utilizando un modelo de múltiples saltos. Los protocolos de enrutamiento tienen un impacto significativo en las redes de malla porque su rendimiento tiene un efecto crucial en la conectividad y el rendimiento de los nodos. Recientemente, la integración de los clientes de malla con el Internet de las cosas (IoT) ha adquirido una importancia significativa para conectar miles de millones de máquinas y lograr una cobertura rápida con un coste de red mínimo. Sin embargo, si los clientes de malla son móviles, el enrutamiento de datos a través de nodos intermedios produce un efecto notable en el rendimiento y la latencia de la red. Además, a través de Internet, un nodo malicioso puede ser parte de la red de malla y, como resultado, la información de envío puede ser manipulada y comprometida. Por lo tanto, este artículo de investigación tiene como objetivo proponer un esquema robusto y confiable (RTS) para redes de malla móvil basadas en IoT para proporcionar enrutamiento confiable, confidencialidad de datos e integridad. En primer lugar, el esquema propuesto presenta un enrutamiento de datos robusto entre clientes de malla móvil, enrutadores y dispositivos de puerta de enlace basado en los parámetros de red y la medición de canales inalámbricos. Además, los canales inalámbricos entre dispositivos de malla se formulan en función de la eficacia de los costes de enlace para la difusión de datos. Además, la ubicación de los clientes de malla móvil se determina calculando el vector de distancia en un intervalo de tiempo regular. En segundo lugar, se propone una técnica de protección de datos segura y auténtica mediante criptografía de clave público-privada, que tiene como objetivo aumentar la protección de los clientes de malla con una sobrecarga mínima. La competencia del esquema propuesto mejora significativamente con respecto al rendimiento de la red en un promedio del 14%, la tasa de pérdida de paquetes en un promedio del 37%, la tasa de latencia en un promedio del 12%, la sobrecarga computacional en un promedio del 34% y la eficiencia energética en un promedio del 20% en comparación con otros trabajos.

Files

09057558.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:44655328084c33ef1e3a160024a57c9c
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
RTS: مخطط قوي وموثوق به لشبكات الشبكات اللاسلكية المتنقلة القائمة على إنترنت الأشياء
Translated title (French)
RTS : un système robuste et fiable pour les réseaux maillés mobiles sans fil basés sur l'IdO
Translated title (Spanish)
RTS: un esquema robusto y confiable para redes de malla inalámbricas móviles basadas en IoT

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3015325809
DOI
10.1109/access.2020.2985851

Is supplement to
https://openalex.org/W4319302693 (Other)
https://openalex.org/W3098357582 (Other)
https://openalex.org/W2810292777 (Other)
https://openalex.org/W2757691190 (Other)
https://openalex.org/W2145803479 (Other)
https://openalex.org/W2145075150 (Other)
https://openalex.org/W2114284183 (Other)
https://openalex.org/W2088748318 (Other)
https://openalex.org/W2079044140 (Other)
https://openalex.org/W1572406879 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1070085088
  • https://openalex.org/W1483921880
  • https://openalex.org/W1498685334
  • https://openalex.org/W1516092859
  • https://openalex.org/W1980656727
  • https://openalex.org/W2017668074
  • https://openalex.org/W2064497081
  • https://openalex.org/W2096612993
  • https://openalex.org/W2106122566
  • https://openalex.org/W2150825860
  • https://openalex.org/W2161982361
  • https://openalex.org/W2164617841
  • https://openalex.org/W2300418335
  • https://openalex.org/W2344312835
  • https://openalex.org/W2511250566
  • https://openalex.org/W2529523863
  • https://openalex.org/W2559445646
  • https://openalex.org/W2569775632
  • https://openalex.org/W2588246371
  • https://openalex.org/W2593921579
  • https://openalex.org/W2613113934
  • https://openalex.org/W2627093154
  • https://openalex.org/W2650076899
  • https://openalex.org/W2734044158
  • https://openalex.org/W2743089739
  • https://openalex.org/W2761929574
  • https://openalex.org/W2767253410
  • https://openalex.org/W2793470258
  • https://openalex.org/W2795262473
  • https://openalex.org/W2795578521
  • https://openalex.org/W2801514307
  • https://openalex.org/W2805657324
  • https://openalex.org/W2885363694
  • https://openalex.org/W2892724521
  • https://openalex.org/W2893352600
  • https://openalex.org/W2901618220
  • https://openalex.org/W2902106343
  • https://openalex.org/W2906578628
  • https://openalex.org/W2908165293
  • https://openalex.org/W2910826843
  • https://openalex.org/W2923934659
  • https://openalex.org/W2924870569
  • https://openalex.org/W2926026898
  • https://openalex.org/W2940312486
  • https://openalex.org/W2940914837
  • https://openalex.org/W2946190791
  • https://openalex.org/W2952821154
  • https://openalex.org/W2956959026
  • https://openalex.org/W2963744892
  • https://openalex.org/W2972885840
  • https://openalex.org/W2976550875
  • https://openalex.org/W2978785085
  • https://openalex.org/W2987421643
  • https://openalex.org/W2995544081
  • https://openalex.org/W3002012633
  • https://openalex.org/W3188539517
  • https://openalex.org/W617461516