Оцінка та підвищення стійкості Arduino-базованих IoT-систем до базових мережевих атак

Abstract

Метою роботи є підвищення рівня захищеності та стійкості Arduino-базованих IoT-систем в умовах впливу мережевих атак шляхом розроблення комплексної методики оцінювання та впровадження ефективних механізмів захисту. Об’єктом дослідження є процес функціонування та інформаційного обміну в локальних IoT-мережах на базі мікроконтролерів. Предметом дослідження є методи виявлення та протидії мережевим загрозам, моделі атак на протоколи IoT (ARP-spoofing, DoS, MQTT-вразливості), а також метрики оцінювання стійкості системи (доступність, цілісність, затримки передачі даних). Наукова та практична задача, що вирішується у роботі, полягає у створенні відтворюваного підходу до тестування та захисту IoT-пристроїв, який дозволяє мінімізувати ресурсомісткість налаштувань, зменшити час простою під час атак та забезпечити доказову ефективність впроваджених контрзаходів. Область застосування результатів включає прототипування та експлуатацію IoT-рішень у навчальних лабораторіях, малому та середньому бізнесі.

The purpose of the work is to enhance the security and resilience of Arduino-based IoT systems under the influence of network attacks by developing a comprehensive evaluation methodology and implementing effective protection mechanisms. The object of research is the process of functioning and information exchange in local IoT networks based on microcontrollers. The subject of research covers methods for detecting and neutralizing network threats, attack models on IoT protocols (ARP-spoofing, DoS, MQTT vulnerabilities), as well as metrics for assessing system resilience (availability, integrity, data transmission latency). The scientific and practical problem addressed in the thesis lies in creating a reproducible approach to testing and protecting IoT devices, which allows minimizing configuration resource requirements, reducing downtime during attacks, and ensuring the proven effectiveness of implemented countermeasures. The field of application of the results includes prototyping and operation of IoT solutions in educational laboratories, small and medium-sized businesses.