Self-protecting and survivable ad hoc wireless networks benefiting from the efficiency of mechanisms in the Biological immune system

• Applicant: Professorin Dr.-Ing. Helena Szczerbicka
• Subject Area: Computer Architecture, Embedded and Massively Parallel Systems
• Term: from 2005 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 14270754

Das Ziel dieses Projekt ist es einen Mechanismus zu entwickeln, der, angelehnt an die Prinzipien es menschlichen Immunsystems, in drahtlosen Ad-hoc Netzen einen hohen Grad an Überlebensfähigkeit (Survivability) garantiert. Survivability ist definiert als die Fähigkeit eines Systems seine Aufgaben pünktlich zu erfüllen, sogar wenn es Attacken, Ausfällen oder Unfällen ausgesetzt ist. Die Aufgabe, die von Ad-hoc Netzen auch unter Störeinfluss (wie Fehlverhalten von Knoten) erfüllt werden soll, ist die Bereitstellung von verschiedenen Services auf akzeptablem Level. Unser Ansatz, Ad-hoc Netze mit Survivability auszustatten ist eine vier- Schichten Architektur, die durch die Eigenschaften des menschlichen Immunsystems motiviert ist. Die vier Schichten sind: Datensammlung und -vorverarbeitung, lokale und verteilte Detektionsschicht, Lernschicht und lokale und verteilte Antwortschicht. Neu an diesem Ansatz ist der mehrschichtige Ansatz, der vom menschlichen Immunsystem inspiriert ist, und der die Randbedingungen der Rechen-, Battery- und Speicherbeschränkungen der drahtlosen mobilen Geräte berücksichtigt. Die Detektion erfolgt über drei Schichten des OSI Protokolls, nämlich der MAC-Schicht, der Netzwerk- und Transportschicht. Fehlverhalten/Attacken auf anderen Schichten werden nur berücksichtigt, wenn die Effekte vertikal propagiert werden und die Effekte so auch auf den unteren Schichten messbar werden. Im Gegensatz zu existierenden Ansätzen, die für ein spezielles Szenario/spezielle Art von Attacken möglicherweise effizientere Schutzmechanismen bereitstellen (z.B. Maßnahmen zur Virusabwehr auf der Applikationsschicht), wird unser Ansatz universeller sein und das Netz robust machen gegen eine Vielzahl von Fehlverhalten und Störungen. Am Ende dieses Projekts wird ein künstliches Immunsystem für Ad-hoc Netze entstanden sein, inklusive einer Implementierung in einer populären Entwicklungsumgebung für mobile Netze, wie z.B. TASK, Tiny Application Sensor Kit von Intel Res Lab, Berkeley.

• DFG Programme: Research Grants