An effective mechanism for fog computing assisted function based on trustworthy forwarding scheme in internet-of-things (IoT)
Nesnelerin internetinde (IoT) güvenilir iletim şemasına dayalı sis bilgisayar destekli fonksiyonu için etkili bir mekanizma
- Tez No: 933680
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEFER KURNAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Altınbaş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
Nesnelerin İnterneti (IoT) tarafından kontrol edilen cihazların büyümesi, IoT ağlarında sağlam, etkili ve güvenli veri işleme yöntemlerini zorunlu kıldı. IoT cihazları tarafından üretilen ve değiştirilen artan veriler, özellikle ağ terminallerinde gelişmiş veri işleme, depolama ve işleme yöntemleri gerektirir. Sis Bilişim (FC) teknolojisi, Bilgi İşlem Bulutu'nun (CC) yeteneklerini geliştirerek ve merkezi bulut hizmetlerini IoT cihazlarıyla bağlamaya olanak tanıyan IoT ağının ucuna kadar genişleterek bu ihtiyacı karşılamak için ortaya çıktı. Bu nedenle FC, dağıtılmış veri işlemenin cihazların tepkisini geliştirmesi ve gecikmeyi azaltması açısından çok önemlidir. Bununla birlikte, bulut yeteneklerinin genişletilmesi, gerçek zamanlı veri akışına bağlı olan IoT ağlarında veri göndermenin güvenilirliğinin ve güvenliğinin nasıl sağlanacağı konusunda ortaya çıkan bir engel teşkil etmektedir. Bu tez, yukarıdaki zorlukları çözmek için, Mesaj Kuyruk Telemetri Aktarımı (MQTT) protokolündeki Veri İletimi'nin (DF) güvenilirliğini ve güvenliğini arttırarak yeni bir yöntem sunmaktadır. MQTT, IoT ağları için tasarlanmıştır ve bant genişliği sınırlı, yüksek gecikmeli ve öngörülemeyen iletişim ağlarında iyi performans gösterir. Veri iletiminin güvenliğini ve güvenilirliğini sağlayan basitliği ve verimliliği nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu entegrasyon, FC ve MQTT entegrasyonu yoluyla verileri işleme ve değiştirme yeteneğini gösterir. Bu teknolojinin güven modeli, DF'deki bulut ve IoT cihazlarının performansını artırmak, veri kaybına ve yetkisiz erişime karşı koruma sağlamak üzere tasarlanmıştır. Bu, DF sürecine yalnızca güvenilen varlıkların katılmasını sağlayarak yapılır. CP, Ortak Anahtar Altyapısını (PKI), TLS üzerinden MQTT'yi ve Aktarım Katmanı Güvenliği/Güvenli Yuva Katmanını (TLS/SSL) kullanır. Bu gereksinimler arasında iletişim kanalı şifrelemesi, cihaz kimlik doğrulama ve veri gizliliği ve bütünlüğünün korunması. Süreç aynı zamanda Dijital İmzalar (DS), test paketleri, Mesaj Kimlik Doğrulama Kodları (MAC) ve periyodik kontroller gibi DIV teknolojilerini de içerir. Bu yerleşik sistemin sonucu, IoT ağı üzerinden veri aktarımı sırasında veri bozulmasını ve kaybını azaltmaktır. Bu yöntemin bir diğer önemli yönü, kaynak tahsisinin ve en az gecikmeyle yüksek hızlı iletişimin sağlanması, çeşitli IoT uygulamalarının zamana duyarlı gereksinimlerini karşılamak için bilgi işlem ve ağ kaynaklarının optimize edilmesidir. Önerilen sistem, hassas ve yüksek düzeyde mahremiyete sahip veri aktarımının gerekli olduğu senaryolarda IoT cihazlarının tepkisinde etkili iyileştirmeler sağlayarak tasarımda verimli kaynaklara ve yüksek hıza öncelik vermektedir. Önerilen yöntemin geçerliliği, üçüncü ve dördüncü bölümde gösterilen simülasyonlar aracılığıyla yapılan birçok değerlendirmeyle doğrulanmıştır. Bu DF yöntemi, geçmiş araştırma çalışmaları ile karşılaştırıldığında 15 Sis Düğümünde (FN) elde edilen en yüksek LoT puanının (0,968) gösterdiği gibi yüksek bir Güven Düzeyini (LoT) ortaya koydu. Veri güvenilirliğinin ve güvenliğinin arttırılması %97,63'lük bir doğrulukla kanıtlanmıştır. Bu iyileştirme, FC kaynaklarının IoT ağ uç işlemesinde sorunsuz entegrasyonuna olanak tanır.
Özet (Çeviri)
The growing of devices controlled by Internet of Things (IoT) has urged for robust, and effective, and secure data processing methods in IoT networks. The growing data generated and exchanged by IoT devices requires advanced methods of data handling, storage and processing, especially at the network terminals. Fog Computing (FC) technology emerged to fulfill this need by enhancing the capabilities of Computing Cloud (CC) and expanding it to the edge of IoT network which allows to connect central cloud services with IoT devices. Thus, FC is crucial for the distributed data processing enhancing devices response and decreasing latency. Nonetheless, cloud capabilities expansion poses an emerging obstacle which is how to ensure the reliability and security of sending data in IoT networks which depends on real-time data flow. This thesis presents a novel method to solve the above challenges by enhancing the reliability and security of Data Forward (DF) in Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) protocol. MQTT is designed for IoT networks and perform well in bandwidth-limited, high-latency, and unpredictable communication networks. It is widely used due to its simplicity and efficiency, which ensures the security and reliability of data transmission. This integration demonstrates the ability to process and manipulate data through the integration of FC and MQTT. The trust model of this technology is designed to improve the performance of cloud and IoT devices in DF, protecting against data loss and unauthorized access. This is done by ensuring that only trusted entities participate in the DF process. CP uses Public Key Infrastructure (PKI), MQTT over TLS, and Transport Layer Security/Secure Sockets Layer (TLS/SSL). These requirements include communication channel encryption, device authentication, and data confidentiality and integrity protection. The process also includes DIV technologies such as Digital Signatures (DS), test suites, Message Authentication Codes (MAC), and periodic checks. The result of this built system is reducing the data corruption and loss during data transmission across IoT network. Another important aspect in this method is ensuring resource allocation and high speed communication with least delay, optimizing the computing and network resources to fulfill time-sensitive requirements of various IoT applications. The proposed system prioritize efficient resources and high speed in the design maintaining effective enhancements in the response of IoT devices in the scenarios when sensitive and highly privacy data transfer is necessary. The validity of the proposed method has been confirmed by many evaluations via simulations demonstrated in chapter three and four. This DF method demonstrated a high Level of Trust (LoT), as indicated by the highest LoT score (0.968) achieved in 15 Fog Nodes (FN) compared with past research works. The enhancement of data reliability and security is demonstrated by an accuracy of 97.63%. This improvement allows for the smooth integration of FC resources at the IoT network edge processing.
Benzer Tezler
- Energy demand forecasting in fog computing based microgrids using ensemble learning
Sis bilişimi tabanlı mikro şebekelerde topluluk öğrenme ile enerji talep tahmini
TUĞÇE KESKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN İNCE
- Data traffic management in IoT applications using complex event processing
Kompleks olay işleme kullanarak IoT uygulamalarında veri trafiği yönetimi
KEMAL ÇAĞRI SERDAROĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYeditepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEBNEM BAYDERE
- Enhancement of situational awareness in physical security using mixed reality
Fiziksel güvenlikte karma gerçeklikle durumsal farkındalığın artırılması
NAZIM YİĞİT KAVASOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN İNCE
- Sol-jel yöntemi ile süperhidrofobik kaplama üretimi
Production of superhydrophobic coating by sol-gel method
ATAKAN BARKINAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YILDIZ YARALI ÖZBEK
- Storms and meteorological parameters affecting the aviation
Fırtınalar ve havacılığı etkileyen meteorolojik parametreler
EMRAH TUNCAY ÖZDEMİR
Doktora
İngilizce
2016
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ DENİZ