• Energy Research

The prompt expansion of IoT devices necessitates advanced security frameworks to protect data integrity, confidentiality, and availability in resource-constrained environments. Traditional security solutions are often resource-intensive for IoT devices with limited computational power and energy resources. This study addresses these inadequacies by proposing a novel approach formulated to such constraints. This study propose the Trust-Enhanced Lightweight Security Framework (?SF), integrating two novel components: the Adaptive Lightweight Encryption Algorithm (ALEA) and the Trust-Aware Data Protection Model (TADPM). ALEA employs dynamic key generation through a lightweight hash function, ensuring unique and regularly updated encryption keys based on device context and behavior. TADPM enhances this framework by continuously assessing device trustworthiness through direct interactions, aggregated feedback from neighboring devices, and contextual parameters such as location and device capabilities. Performance evaluations demonstrate that ?SF significantly enhances security and operational efficiency, reducing computational overhead by 18%, improving energy efficiency by 20%, and increasing data transmission security by 10% compared to existing solutions.

The prompt expansion of IoT devices necessitates advanced security frameworks to protect data integrity, confidentiality, and availability in resource-constrained environments. Traditional security solutions are often resource-intensive for IoT devices with limited computational power and energy resources. This study addresses these inadequacies by proposing a novel approach formulated to such constraints. This study propose the Trust-Enhanced Lightweight Security Framework (?SF), integrating two novel components: the Adaptive Lightweight Encryption Algorithm (ALEA) and the Trust-Aware Data Protection Model (TADPM). ALEA employs dynamic key generation through a lightweight hash function, ensuring unique and regularly updated encryption keys based on device context and behavior. TADPM enhances this framework by continuously assessing device trustworthiness through direct interactions, aggregated feedback from neighboring devices, and contextual parameters such as location and device capabilities. Performance evaluations demonstrate that ?SF significantly enhances security and operational efficiency, reducing computational overhead by 18%, improving energy efficiency by 20%, and increasing data transmission security by 10% compared to existing solutions.

In recent times, the field of wireless sensor networks (WSNs) has attained a growing popularity in observing the environment due to its dynamic factors. Sensor data are gathered and forwarded to the base station (BS) through a wireless transmission medium. The data from the BS is further distributed to end-users using the Internet for their post analysis and operations. However, all sensors except the BS have limited constraints in terms of memory, energy and computational resources that degrade the network performance concerning the network lifetime and trustworthy routing. Therefore, improving energy efficiency with reliable and secure transmissions is a valuable debate among researchers for critical applications based on low-powered sensor nodes. In addition, security plays a significant cause to achieve responsible communications among sensors due to their unfixed and variable infrastructures. Keeping in view the above-mentioned issues, this paper presents an energy-aware graph clustering and intelligent routing (EGCIR) using a supervised system for WSNs to balance the energy consumption and load distribution. Moreover, a secure and efficient key distribution in a hierarchy-based mechanism is adopted by the proposed solution to improve the network efficacy in terms of routes and links integrity. The experimental results demonstrated that the EGCIR protocol enhances the network throughput by an average of 14%, packet drop ratio by an average of 50%, energy consumption by an average of 13%, data latency by an average of 30.2% and data breaches by an average of 37.5% than other state-of-the-art protocols.

In recent times, the field of wireless sensor networks (WSNs) has attained a growing popularity in observing the environment due to its dynamic factors. Sensor data are gathered and forwarded to the base station (BS) through a wireless transmission medium. The data from the BS is further distributed to end-users using the Internet for their post analysis and operations. However, all sensors except the BS have limited constraints in terms of memory, energy and computational resources that degrade the network performance concerning the network lifetime and trustworthy routing. Therefore, improving energy efficiency with reliable and secure transmissions is a valuable debate among researchers for critical applications based on low-powered sensor nodes. In addition, security plays a significant cause to achieve responsible communications among sensors due to their unfixed and variable infrastructures. Keeping in view the above-mentioned issues, this paper presents an energy-aware graph clustering and intelligent routing (EGCIR) using a supervised system for WSNs to balance the energy consumption and load distribution. Moreover, a secure and efficient key distribution in a hierarchy-based mechanism is adopted by the proposed solution to improve the network efficacy in terms of routes and links integrity. The experimental results demonstrated that the EGCIR protocol enhances the network throughput by an average of 14%, packet drop ratio by an average of 50%, energy consumption by an average of 13%, data latency by an average of 30.2% and data breaches by an average of 37.5% than other state-of-the-art protocols.

Les progrès technologiques dans la communication sans fil et la miniaturisation des nœuds de capteurs ont abouti au développement de réseaux de capteurs médicaux sans fil (WMSN) qui peuvent être utilisés efficacement pour la surveillance à distance des patients. La surveillance à distance des patients est l'une de ces applications des réseaux de capteurs sans fil qui est de plus en plus répandue dans les soins de santé. Les applications de soins de santé des WMSN sont sensibles au retard et nécessitent la livraison en temps opportun des données critiques pour le patient. Cependant, l'échange fréquent de paquets de données critiques entraîne des retards, des collisions, des pertes de paquets et des retransmissions plus importants. Par conséquent, cela a un impact négatif sur les performances des WMSN. De plus, les nœuds de capteurs biomédicaux implantés produisent des rayonnements électromagnétiques, ce qui constitue une menace sérieuse d'endommager les tissus sensibles du corps humain. La protection des tissus endommagés nécessite des protocoles de routage sensibles à la chaleur. Cependant, la plupart des protocoles de routage sensibles à la chaleur développés pour les WBSN se sont principalement concentrés sur la minimisation de la température, tout en négligeant l'objectif de conservation de l'énergie et l'optimisation de la sélection de l'itinéraire. Dans cet article, nous proposons un protocole de routage pondéré, basé sur la QoS, sensible à l'énergie et à la température, appelé (WETRP), pour les WMSN qui utilise une métrique de routage composite en gardant à l'esprit la température, l'énergie restante du nœud et l'estimation du retard de liaison lors des décisions de sélection d'itinéraire. Les résultats de simulation présentés dans l'article démontrent l'efficacité du schéma proposé en termes de prévention de l'augmentation de la température, de traitement des nœuds de points chauds et de maximisation de la durée de vie du réseau. Los avances tecnológicos en la comunicación inalámbrica y la miniaturización de los nodos de sensores han dado como resultado el desarrollo de redes inalámbricas de sensores médicos (WMSN) que se pueden utilizar de manera efectiva para el monitoreo remoto de pacientes. La monitorización remota de pacientes es una de esas aplicaciones de redes de sensores inalámbricos que se está volviendo cada vez más frecuente en la atención médica. Las aplicaciones sanitarias de las WMSN son sensibles a los retrasos y requieren la entrega oportuna de datos críticos para el paciente. Sin embargo, el intercambio frecuente de paquetes de datos críticos da como resultado mayores retrasos, colisiones, caída de paquetes y retransmisiones. En consecuencia, tiene un impacto perjudicial en el rendimiento de las WMSN. Además, los nodos de sensores biomédicos implantados producen radiaciones electromagnéticas y representan una grave amenaza de dañar los tejidos sensibles del cuerpo humano. La protección del daño tisular requiere protocolos de enrutamiento con conocimiento térmico. Sin embargo, la mayoría de los protocolos de enrutamiento térmicos desarrollados para las WBSN se centraron principalmente en minimizar la temperatura, sin tener en cuenta el objetivo de ahorro de energía y la optimización de la selección de rutas. En este documento, proponemos un protocolo de enrutamiento ponderado, basado en QoS, consciente de la energía y la temperatura, denominado (WETRP), para las WMSN que utiliza una métrica de enrutamiento compuesta al mantener a la vista la temperatura, la energía restante del nodo y la estimación del retardo de enlace durante las decisiones de selección de ruta. Los resultados de la simulación presentados en el documento demuestran la eficacia del esquema propuesto en términos de prevención del aumento de la temperatura, tratamiento de los nodos de puntos de acceso y maximización de la vida útil de la red. The technological advancements in wireless communication and miniaturization of sensor nodes have resulted in the development of Wireless Medical Sensor Networks (WMSNs) which can be effectively used for remote patient monitoring. Remote patient monitoring is one such application of wireless sensor networks which is becoming increasingly prevalent in healthcare. The healthcare applications of the WMSNs are delay-sensitive and require timely delivery of patient-critical data. However, the frequent exchange of critical data packets results in higher delays, collisions, packet drop, and re-transmissions. Consequently, it brings a detrimental impact on the performance of the WMSNs. In addition, the implanted biomedical sensor nodes produce electromagnetic radiations, pose a serious threat of damaging sensitive tissues in the human body. Protecting tissue damage requires thermal-aware routing protocols. However, most of the thermal-aware routing protocols developed for the WBSNs primarily focused on minimizing temperature, while overlooking the energy conservation goal and optimization of route selection. In this paper, we propose a weighted, QoS-based, energy and temperature-aware routing protocol, referred to as (WETRP), for the WMSNs that utilizes a composite routing metric by keeping in view temperature, remaining node energy, and link-delay estimation during route selection decisions. The simulation results presented in the paper demonstrates the efficacy of the proposed scheme in terms of preventing temperature rise, dealing with hotspot nodes, and maximizing network's lifetime. أدت التطورات التكنولوجية في الاتصالات اللاسلكية وتصغير عقد المستشعر إلى تطوير شبكات المستشعرات الطبية اللاسلكية (WMSNs) التي يمكن استخدامها بفعالية لمراقبة المرضى عن بُعد. مراقبة المرضى عن بعد هي أحد هذه التطبيقات لشبكات الاستشعار اللاسلكية التي أصبحت منتشرة بشكل متزايد في مجال الرعاية الصحية. تطبيقات الرعاية الصحية لـ WMSNs حساسة للتأخير وتتطلب تسليم البيانات الحرجة للمريض في الوقت المناسب. ومع ذلك، فإن التبادل المتكرر لحزم البيانات الحرجة يؤدي إلى تأخيرات أعلى وتصادمات وإسقاط الحزم وإعادة الإرسال. وبالتالي، فإنه يجلب تأثيرًا ضارًا على أداء WMSNs. بالإضافة إلى ذلك، تنتج عقد المستشعر الطبي الحيوي المزروعة إشعاعات كهرومغناطيسية، وتشكل تهديدًا خطيرًا لتلف الأنسجة الحساسة في جسم الإنسان. تتطلب حماية تلف الأنسجة بروتوكولات توجيه مدركة للحرارة. ومع ذلك، فإن معظم بروتوكولات التوجيه الواعية للحرارة التي تم تطويرها لـ WBSNs ركزت في المقام الأول على تقليل درجة الحرارة، مع التغاضي عن هدف الحفاظ على الطاقة وتحسين اختيار المسار. في هذه الورقة، نقترح بروتوكول توجيه مرجح، قائم على جودة الخدمة، للطاقة ودرجة الحرارة، يشار إليه باسم (WETRP)، لـ WMSNs التي تستخدم مقياس توجيه مركب من خلال الحفاظ على درجة حرارة العرض، وطاقة العقدة المتبقية، وتقدير تأخير الارتباط أثناء قرارات اختيار المسار. توضح نتائج المحاكاة المقدمة في الورقة فعالية المخطط المقترح من حيث منع ارتفاع درجة الحرارة، والتعامل مع عقد النقاط الساخنة، وتعظيم عمر الشبكة.

Les progrès technologiques dans la communication sans fil et la miniaturisation des nœuds de capteurs ont abouti au développement de réseaux de capteurs médicaux sans fil (WMSN) qui peuvent être utilisés efficacement pour la surveillance à distance des patients. La surveillance à distance des patients est l'une de ces applications des réseaux de capteurs sans fil qui est de plus en plus répandue dans les soins de santé. Les applications de soins de santé des WMSN sont sensibles au retard et nécessitent la livraison en temps opportun des données critiques pour le patient. Cependant, l'échange fréquent de paquets de données critiques entraîne des retards, des collisions, des pertes de paquets et des retransmissions plus importants. Par conséquent, cela a un impact négatif sur les performances des WMSN. De plus, les nœuds de capteurs biomédicaux implantés produisent des rayonnements électromagnétiques, ce qui constitue une menace sérieuse d'endommager les tissus sensibles du corps humain. La protection des tissus endommagés nécessite des protocoles de routage sensibles à la chaleur. Cependant, la plupart des protocoles de routage sensibles à la chaleur développés pour les WBSN se sont principalement concentrés sur la minimisation de la température, tout en négligeant l'objectif de conservation de l'énergie et l'optimisation de la sélection de l'itinéraire. Dans cet article, nous proposons un protocole de routage pondéré, basé sur la QoS, sensible à l'énergie et à la température, appelé (WETRP), pour les WMSN qui utilise une métrique de routage composite en gardant à l'esprit la température, l'énergie restante du nœud et l'estimation du retard de liaison lors des décisions de sélection d'itinéraire. Les résultats de simulation présentés dans l'article démontrent l'efficacité du schéma proposé en termes de prévention de l'augmentation de la température, de traitement des nœuds de points chauds et de maximisation de la durée de vie du réseau. Los avances tecnológicos en la comunicación inalámbrica y la miniaturización de los nodos de sensores han dado como resultado el desarrollo de redes inalámbricas de sensores médicos (WMSN) que se pueden utilizar de manera efectiva para el monitoreo remoto de pacientes. La monitorización remota de pacientes es una de esas aplicaciones de redes de sensores inalámbricos que se está volviendo cada vez más frecuente en la atención médica. Las aplicaciones sanitarias de las WMSN son sensibles a los retrasos y requieren la entrega oportuna de datos críticos para el paciente. Sin embargo, el intercambio frecuente de paquetes de datos críticos da como resultado mayores retrasos, colisiones, caída de paquetes y retransmisiones. En consecuencia, tiene un impacto perjudicial en el rendimiento de las WMSN. Además, los nodos de sensores biomédicos implantados producen radiaciones electromagnéticas y representan una grave amenaza de dañar los tejidos sensibles del cuerpo humano. La protección del daño tisular requiere protocolos de enrutamiento con conocimiento térmico. Sin embargo, la mayoría de los protocolos de enrutamiento térmicos desarrollados para las WBSN se centraron principalmente en minimizar la temperatura, sin tener en cuenta el objetivo de ahorro de energía y la optimización de la selección de rutas. En este documento, proponemos un protocolo de enrutamiento ponderado, basado en QoS, consciente de la energía y la temperatura, denominado (WETRP), para las WMSN que utiliza una métrica de enrutamiento compuesta al mantener a la vista la temperatura, la energía restante del nodo y la estimación del retardo de enlace durante las decisiones de selección de ruta. Los resultados de la simulación presentados en el documento demuestran la eficacia del esquema propuesto en términos de prevención del aumento de la temperatura, tratamiento de los nodos de puntos de acceso y maximización de la vida útil de la red. The technological advancements in wireless communication and miniaturization of sensor nodes have resulted in the development of Wireless Medical Sensor Networks (WMSNs) which can be effectively used for remote patient monitoring. Remote patient monitoring is one such application of wireless sensor networks which is becoming increasingly prevalent in healthcare. The healthcare applications of the WMSNs are delay-sensitive and require timely delivery of patient-critical data. However, the frequent exchange of critical data packets results in higher delays, collisions, packet drop, and re-transmissions. Consequently, it brings a detrimental impact on the performance of the WMSNs. In addition, the implanted biomedical sensor nodes produce electromagnetic radiations, pose a serious threat of damaging sensitive tissues in the human body. Protecting tissue damage requires thermal-aware routing protocols. However, most of the thermal-aware routing protocols developed for the WBSNs primarily focused on minimizing temperature, while overlooking the energy conservation goal and optimization of route selection. In this paper, we propose a weighted, QoS-based, energy and temperature-aware routing protocol, referred to as (WETRP), for the WMSNs that utilizes a composite routing metric by keeping in view temperature, remaining node energy, and link-delay estimation during route selection decisions. The simulation results presented in the paper demonstrates the efficacy of the proposed scheme in terms of preventing temperature rise, dealing with hotspot nodes, and maximizing network's lifetime. أدت التطورات التكنولوجية في الاتصالات اللاسلكية وتصغير عقد المستشعر إلى تطوير شبكات المستشعرات الطبية اللاسلكية (WMSNs) التي يمكن استخدامها بفعالية لمراقبة المرضى عن بُعد. مراقبة المرضى عن بعد هي أحد هذه التطبيقات لشبكات الاستشعار اللاسلكية التي أصبحت منتشرة بشكل متزايد في مجال الرعاية الصحية. تطبيقات الرعاية الصحية لـ WMSNs حساسة للتأخير وتتطلب تسليم البيانات الحرجة للمريض في الوقت المناسب. ومع ذلك، فإن التبادل المتكرر لحزم البيانات الحرجة يؤدي إلى تأخيرات أعلى وتصادمات وإسقاط الحزم وإعادة الإرسال. وبالتالي، فإنه يجلب تأثيرًا ضارًا على أداء WMSNs. بالإضافة إلى ذلك، تنتج عقد المستشعر الطبي الحيوي المزروعة إشعاعات كهرومغناطيسية، وتشكل تهديدًا خطيرًا لتلف الأنسجة الحساسة في جسم الإنسان. تتطلب حماية تلف الأنسجة بروتوكولات توجيه مدركة للحرارة. ومع ذلك، فإن معظم بروتوكولات التوجيه الواعية للحرارة التي تم تطويرها لـ WBSNs ركزت في المقام الأول على تقليل درجة الحرارة، مع التغاضي عن هدف الحفاظ على الطاقة وتحسين اختيار المسار. في هذه الورقة، نقترح بروتوكول توجيه مرجح، قائم على جودة الخدمة، للطاقة ودرجة الحرارة، يشار إليه باسم (WETRP)، لـ WMSNs التي تستخدم مقياس توجيه مركب من خلال الحفاظ على درجة حرارة العرض، وطاقة العقدة المتبقية، وتقدير تأخير الارتباط أثناء قرارات اختيار المسار. توضح نتائج المحاكاة المقدمة في الورقة فعالية المخطط المقترح من حيث منع ارتفاع درجة الحرارة، والتعامل مع عقد النقاط الساخنة، وتعظيم عمر الشبكة.

Les réseaux de capteurs sans fil (WSN) attirent beaucoup l'attention de divers domaines en raison de leurs caractéristiques de maintenance, d'auto-configuration et d'évolutivité faciles. Il est composé de capteurs de petite taille qui interagissent avec l'Internet des objets (IoT) pour observer et enregistrer les conditions physiques. Les nœuds de capteur sont autonomes et construisent une topologie d'inter-communication les uns avec les autres de manière ad hoc. Cependant, les principales restrictions des nœuds de capteurs sont leurs ressources limitées pour la gestion de l'énergie, le stockage des données, la transmission et la puissance de traitement. Différentes solutions ont été abordées par les chercheurs pour surmonter les performances du réseau en raison des limitations limitées de ces nœuds alimentés par batterie, cependant, égaliser la consommation d'énergie et maintenir le débit du réseau sont les principaux problèmes de recherche. En outre, en raison des nœuds compromis, les données sont plus sujettes aux vulnérabilités de sécurité. Par conséquent, leur sécurité sur le réseau imprévisible est une autre préoccupation de recherche. Ainsi, l'objectif de cet article de recherche est de proposer un protocole de routage basé sur l'heuristique (SEHR) sécurisé et sensible à l'énergie pour WSN afin de détecter et de prévenir la compromission des données avec des performances efficaces. Tout d'abord, le protocole proposé utilise une analyse heuristique basée sur l'intelligence artificielle pour réaliser un schéma d'apprentissage fiable et intellectuel. Deuxièmement, il protège les transmissions contre les groupes adverses pour atteindre la sécurité avec le moins de complexité possible. De plus, la stratégie de maintenance des itinéraires est également réalisée en utilisant l'exploration du trafic pour réduire les défaillances de liaison et la déconnectivité du réseau. Les résultats de la simulation ont démontré que le protocole SEHR améliore l'efficacité du débit réseau de 18 % en moyenne, le taux de chute des paquets de 42 %, le retard de bout en bout de 26 %, la consommation d'énergie de 36 %, les itinéraires défectueux de 38 %, les frais généraux du réseau de 44 % et les frais généraux de calcul de 43 % dans les scénarios dynamiques par rapport aux travaux existants. Las redes de sensores inalámbricos (WSN) logran mucha atención de varios dominios debido a su fácil mantenimiento, autoconfiguración y características de escalabilidad. Se compone de sensores de pequeño tamaño que interactúan con el Internet de las cosas (IoT) para observar y registrar las condiciones físicas. Los nodos sensores son autónomos y construyen la topología de intercomunicación entre sí de manera ad-hoc. Sin embargo, las principales restricciones de los nodos sensores son sus recursos finitos para la gestión de la energía, el almacenamiento de datos, la transmisión y la potencia de procesamiento. Los investigadores han abordado diferentes soluciones para superar el rendimiento de la red debido a las limitaciones limitadas de dichos nodos alimentados por batería, sin embargo, igualar el consumo de energía y mantener el rendimiento de la red son los principales problemas de investigación. Además, debido a los nodos comprometidos, los datos son más propensos a las vulnerabilidades de seguridad. Por lo tanto, su seguridad sobre la red impredecible es otra de las preocupaciones de la investigación. Por lo tanto, el objetivo de este artículo de investigación es proponer un protocolo de enrutamiento basado en heurística (SEHR) seguro y consciente de la energía para que WSN detecte y evite comprometer los datos con un rendimiento eficiente. En primer lugar, el protocolo propuesto hace uso de un análisis heurístico basado en inteligencia artificial para lograr un esquema de aprendizaje fiable e intelectual. En segundo lugar, protege las transmisiones contra grupos adversarios para lograr la seguridad con la menor complejidad. Además, la estrategia de mantenimiento de rutas también se logra mediante el uso de la exploración de tráfico para reducir las fallas de enlace y la desconectividad de la red. Los resultados de la simulación demostraron que el protocolo SEHR mejora la eficacia para el rendimiento de la red en un promedio del 18%, la relación de caída de paquetes en un 42%, el retraso de extremo a extremo en un 26%, el consumo de energía en un 36%, las rutas defectuosas en un 38%, la sobrecarga de la red en un 44% y la sobrecarga computacional en un 43% en escenarios dinámicos en comparación con el trabajo existente. Wireless Sensor Networks (WSNs) achieve much attention from various domains because of its easy maintenance, self-configuration, and scalability characteristics. It is comprised of small-sized sensors that interact with the Internet of Things (IoT) for observing and recording the physical conditions. The sensor nodes are autonomous and construct inter-communication topology with each other in an ad-hoc manner. However, the main restrictions of sensor nodes are their finite resources for energy management, data storage, transmission, and processing power. Different solutions have been addressed by researchers to overcome network performance due to bounded limitations of such battery-powered nodes, however, equalize the energy consumption and maintain the network throughput are the main research problems. Furthermore, due to the compromised nodes, the data is more prone to security vulnerabilities. Therefore, their security over the unpredictable network is other research concerns. Thus, the aim of this research article to propose a secure and energy-aware heuristic-based routing (SEHR) protocol for WSN to detect and prevent compromising data with efficient performance. Firstly, the proposed protocol makes use of an artificial intelligence-based heuristic analysis to accomplish a reliable, and intellectual learning scheme. Secondly, it protects the transmissions against adversary groups to attain security with the least complexity. Moreover, the route maintenance strategy is also achieved by using traffic exploration to reduce link failures and network dis-connectivity. The simulation results demonstrated the SEHR protocol improves the efficacy for network throughput by an average of 18%, packet drop ratio by 42%, end-to-end delay by 26%, energy consumption by 36%, faulty routes by 38%, network overhead by 44%, and computational overhead by 43% in dynamic scenarios as compared to existing work. تحظى شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSNs) باهتمام كبير من مختلف المجالات بسبب سهولة صيانتها وتكوينها الذاتي وخصائص قابلية التوسع. وهي تتألف من أجهزة استشعار صغيرة الحجم تتفاعل مع إنترنت الأشياء (IoT) لمراقبة وتسجيل الظروف المادية. عقد المستشعر مستقلة وتبني طوبولوجيا بين الاتصالات مع بعضها البعض بطريقة مخصصة. ومع ذلك، فإن القيود الرئيسية لعقد المستشعر هي مواردها المحدودة لإدارة الطاقة وتخزين البيانات ونقلها وقوة المعالجة. تم تناول حلول مختلفة من قبل الباحثين للتغلب على أداء الشبكة بسبب القيود المحدودة لهذه العقد التي تعمل بالبطارية، ومع ذلك، فإن مساواة استهلاك الطاقة والحفاظ على إنتاجية الشبكة هي مشاكل البحث الرئيسية. علاوة على ذلك، نظرًا للعقد المخترقة، تكون البيانات أكثر عرضة للثغرات الأمنية. لذلك، فإن أمنهم على الشبكة التي لا يمكن التنبؤ بها هو مخاوف بحثية أخرى. وبالتالي، فإن الهدف من هذه المقالة البحثية هو اقتراح بروتوكول توجيه إرشادي آمن ومدرك للطاقة (SEHR) لـ WSN لاكتشاف ومنع اختراق البيانات بأداء فعال. أولاً، يستخدم البروتوكول المقترح تحليلًا استكشافيًا قائمًا على الذكاء الاصطناعي لإنجاز مخطط تعلم فكري موثوق به. ثانيًا، يحمي عمليات الإرسال ضد مجموعات الخصم لتحقيق الأمن بأقل قدر من التعقيد. علاوة على ذلك، يتم تحقيق استراتيجية صيانة المسار أيضًا باستخدام استكشاف حركة المرور لتقليل أعطال الوصلات وفصل الشبكة. أظهرت نتائج المحاكاة أن بروتوكول SEHR يحسن فعالية إنتاجية الشبكة بمعدل 18 ٪، ونسبة انخفاض الحزمة بنسبة 42 ٪، والتأخير من طرف إلى طرف بنسبة 26 ٪، واستهلاك الطاقة بنسبة 36 ٪، والطرق الخاطئة بنسبة 38 ٪، والنفقات العامة للشبكة بنسبة 44 ٪، والنفقات العامة الحسابية بنسبة 43 ٪ في السيناريوهات الديناميكية مقارنة بالعمل الحالي.

Les réseaux de capteurs sans fil (WSN) attirent beaucoup l'attention de divers domaines en raison de leurs caractéristiques de maintenance, d'auto-configuration et d'évolutivité faciles. Il est composé de capteurs de petite taille qui interagissent avec l'Internet des objets (IoT) pour observer et enregistrer les conditions physiques. Les nœuds de capteur sont autonomes et construisent une topologie d'inter-communication les uns avec les autres de manière ad hoc. Cependant, les principales restrictions des nœuds de capteurs sont leurs ressources limitées pour la gestion de l'énergie, le stockage des données, la transmission et la puissance de traitement. Différentes solutions ont été abordées par les chercheurs pour surmonter les performances du réseau en raison des limitations limitées de ces nœuds alimentés par batterie, cependant, égaliser la consommation d'énergie et maintenir le débit du réseau sont les principaux problèmes de recherche. En outre, en raison des nœuds compromis, les données sont plus sujettes aux vulnérabilités de sécurité. Par conséquent, leur sécurité sur le réseau imprévisible est une autre préoccupation de recherche. Ainsi, l'objectif de cet article de recherche est de proposer un protocole de routage basé sur l'heuristique (SEHR) sécurisé et sensible à l'énergie pour WSN afin de détecter et de prévenir la compromission des données avec des performances efficaces. Tout d'abord, le protocole proposé utilise une analyse heuristique basée sur l'intelligence artificielle pour réaliser un schéma d'apprentissage fiable et intellectuel. Deuxièmement, il protège les transmissions contre les groupes adverses pour atteindre la sécurité avec le moins de complexité possible. De plus, la stratégie de maintenance des itinéraires est également réalisée en utilisant l'exploration du trafic pour réduire les défaillances de liaison et la déconnectivité du réseau. Les résultats de la simulation ont démontré que le protocole SEHR améliore l'efficacité du débit réseau de 18 % en moyenne, le taux de chute des paquets de 42 %, le retard de bout en bout de 26 %, la consommation d'énergie de 36 %, les itinéraires défectueux de 38 %, les frais généraux du réseau de 44 % et les frais généraux de calcul de 43 % dans les scénarios dynamiques par rapport aux travaux existants. Las redes de sensores inalámbricos (WSN) logran mucha atención de varios dominios debido a su fácil mantenimiento, autoconfiguración y características de escalabilidad. Se compone de sensores de pequeño tamaño que interactúan con el Internet de las cosas (IoT) para observar y registrar las condiciones físicas. Los nodos sensores son autónomos y construyen la topología de intercomunicación entre sí de manera ad-hoc. Sin embargo, las principales restricciones de los nodos sensores son sus recursos finitos para la gestión de la energía, el almacenamiento de datos, la transmisión y la potencia de procesamiento. Los investigadores han abordado diferentes soluciones para superar el rendimiento de la red debido a las limitaciones limitadas de dichos nodos alimentados por batería, sin embargo, igualar el consumo de energía y mantener el rendimiento de la red son los principales problemas de investigación. Además, debido a los nodos comprometidos, los datos son más propensos a las vulnerabilidades de seguridad. Por lo tanto, su seguridad sobre la red impredecible es otra de las preocupaciones de la investigación. Por lo tanto, el objetivo de este artículo de investigación es proponer un protocolo de enrutamiento basado en heurística (SEHR) seguro y consciente de la energía para que WSN detecte y evite comprometer los datos con un rendimiento eficiente. En primer lugar, el protocolo propuesto hace uso de un análisis heurístico basado en inteligencia artificial para lograr un esquema de aprendizaje fiable e intelectual. En segundo lugar, protege las transmisiones contra grupos adversarios para lograr la seguridad con la menor complejidad. Además, la estrategia de mantenimiento de rutas también se logra mediante el uso de la exploración de tráfico para reducir las fallas de enlace y la desconectividad de la red. Los resultados de la simulación demostraron que el protocolo SEHR mejora la eficacia para el rendimiento de la red en un promedio del 18%, la relación de caída de paquetes en un 42%, el retraso de extremo a extremo en un 26%, el consumo de energía en un 36%, las rutas defectuosas en un 38%, la sobrecarga de la red en un 44% y la sobrecarga computacional en un 43% en escenarios dinámicos en comparación con el trabajo existente. Wireless Sensor Networks (WSNs) achieve much attention from various domains because of its easy maintenance, self-configuration, and scalability characteristics. It is comprised of small-sized sensors that interact with the Internet of Things (IoT) for observing and recording the physical conditions. The sensor nodes are autonomous and construct inter-communication topology with each other in an ad-hoc manner. However, the main restrictions of sensor nodes are their finite resources for energy management, data storage, transmission, and processing power. Different solutions have been addressed by researchers to overcome network performance due to bounded limitations of such battery-powered nodes, however, equalize the energy consumption and maintain the network throughput are the main research problems. Furthermore, due to the compromised nodes, the data is more prone to security vulnerabilities. Therefore, their security over the unpredictable network is other research concerns. Thus, the aim of this research article to propose a secure and energy-aware heuristic-based routing (SEHR) protocol for WSN to detect and prevent compromising data with efficient performance. Firstly, the proposed protocol makes use of an artificial intelligence-based heuristic analysis to accomplish a reliable, and intellectual learning scheme. Secondly, it protects the transmissions against adversary groups to attain security with the least complexity. Moreover, the route maintenance strategy is also achieved by using traffic exploration to reduce link failures and network dis-connectivity. The simulation results demonstrated the SEHR protocol improves the efficacy for network throughput by an average of 18%, packet drop ratio by 42%, end-to-end delay by 26%, energy consumption by 36%, faulty routes by 38%, network overhead by 44%, and computational overhead by 43% in dynamic scenarios as compared to existing work. تحظى شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSNs) باهتمام كبير من مختلف المجالات بسبب سهولة صيانتها وتكوينها الذاتي وخصائص قابلية التوسع. وهي تتألف من أجهزة استشعار صغيرة الحجم تتفاعل مع إنترنت الأشياء (IoT) لمراقبة وتسجيل الظروف المادية. عقد المستشعر مستقلة وتبني طوبولوجيا بين الاتصالات مع بعضها البعض بطريقة مخصصة. ومع ذلك، فإن القيود الرئيسية لعقد المستشعر هي مواردها المحدودة لإدارة الطاقة وتخزين البيانات ونقلها وقوة المعالجة. تم تناول حلول مختلفة من قبل الباحثين للتغلب على أداء الشبكة بسبب القيود المحدودة لهذه العقد التي تعمل بالبطارية، ومع ذلك، فإن مساواة استهلاك الطاقة والحفاظ على إنتاجية الشبكة هي مشاكل البحث الرئيسية. علاوة على ذلك، نظرًا للعقد المخترقة، تكون البيانات أكثر عرضة للثغرات الأمنية. لذلك، فإن أمنهم على الشبكة التي لا يمكن التنبؤ بها هو مخاوف بحثية أخرى. وبالتالي، فإن الهدف من هذه المقالة البحثية هو اقتراح بروتوكول توجيه إرشادي آمن ومدرك للطاقة (SEHR) لـ WSN لاكتشاف ومنع اختراق البيانات بأداء فعال. أولاً، يستخدم البروتوكول المقترح تحليلًا استكشافيًا قائمًا على الذكاء الاصطناعي لإنجاز مخطط تعلم فكري موثوق به. ثانيًا، يحمي عمليات الإرسال ضد مجموعات الخصم لتحقيق الأمن بأقل قدر من التعقيد. علاوة على ذلك، يتم تحقيق استراتيجية صيانة المسار أيضًا باستخدام استكشاف حركة المرور لتقليل أعطال الوصلات وفصل الشبكة. أظهرت نتائج المحاكاة أن بروتوكول SEHR يحسن فعالية إنتاجية الشبكة بمعدل 18 ٪، ونسبة انخفاض الحزمة بنسبة 42 ٪، والتأخير من طرف إلى طرف بنسبة 26 ٪، واستهلاك الطاقة بنسبة 36 ٪، والطرق الخاطئة بنسبة 38 ٪، والنفقات العامة للشبكة بنسبة 44 ٪، والنفقات العامة الحسابية بنسبة 43 ٪ في السيناريوهات الديناميكية مقارنة بالعمل الحالي.