Επιθέσεις Άρνησης Υπηρεσιών σε Παθητικά RFID Δίκτυα με Χρήση Θεωρίας Παιγνίων

Abstract

Η τεχνολογία RFID (Radio Frequency Identification, ταυτοποίηση μέσω ραδιοσυχνοτήτων) χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία για να προσφέρει ασύρματη ταυτοποίηση και δυνατότητες απομακρυσμένου ελέγχου. Λόγω των χαρακτηριστικών της, απαντάται σε ποικιλία εφαρμογών, όπως για παράδειγμα ο αυτοματοποιημένος έλεγχος πρόσβασης σε εγκαταστάσεις, ο εντοπισμός εμπορικών αγαθών κατά την μεταφορά ή αποθήκευση τους, καθώς και η παρακολούθηση της πορείας του ασθενούς σε σύγχρονα συστήματα υγείας. Ανάλογα με την διαχείριση ισχύος και την απαιτούμενη αξιοπιστία σε μια εφαρμογή τα συστήματα RFID ποικίλουν. Επικεντρωνόμαστε στα παθητικά δίκτυα RFID, τα οποία έχουν αναδειχθεί ως λύση χαμηλού κόστους, λόγω της ενεργειακής τους απόδοσης σε σύγκριση με συστήματα των οποίων η αρχιτεκτονική βασίζεται στην απρόσκοπτη παροχή ισχύος. Ωστόσο, λόγω του σχεδιασμού τους και των περιορισμένων δυνατοτήτων τους, τα παθητικά δίκτυα RFID είναι ευάλωτα σε επιθέσεις. Προτείνουμε μια ανάλυση επιθέσεων άρνησης υπηρεσιών από εισβολείς, βασισμένη στην θεωρία παιγνίων, η οποία περιγράφει την συμπεριφορά των παθητικών ετικετών (passive tags) βασισμένη σε μια συνάρτηση χρησιμότητας (utility function). Η συνάρτηση αυτή εκφράζει για τις κανονικές ετικέτες τον στόχο τους να εκπέμπουν σήμα το οποίο θα μπορεί να αποδιαμορφωθεί από την συσκευή ανάγνωσης (reader), ενώ για τους εισβολείς την προσπάθειά τους να παρεμποδίζουν την λειτουργία του δικτύου. Στη συνάρτηση χρησιμότητας περιλαμβάνεται και ένας όρος ο οποίος περιγράφει το ρίσκο που έχουν οι ετικέτες ανάλογα με την συμπεριφορά τους στο δίκτυο. Το δυναμικό αυτό σύστημα μοντελοποιείται ως ένα μη συνεργατικό παίγνιο, στο οποίο προσδιορίζεται το σημείο ισορροπίας Nash για την κάθε ετικέτα. Ακόμα, προτείνεται ένας κατανεμημένος, επαναληπτικός αλγόριθμος για τον προσδιορισμό αυτών των σημείων ισορροπίας, καθώς και μια ενδεικτική υλοποίησή του, που δείχνει την σύγκλιση του συστήματος.