Bluetooth低エネルギーメッシュネットワーク。通信およびセキュリティプロトコルの調査

Bluetooth Low Energy Mesh Networks: Survey of Communication and Security Protocols.

• Muhammad Rizwan Ghori
• Tat-Chee Wan
• Gian Chand Sodhy

抄録

Bluetooth Low Energy (BLE) メッシュネットワークは、低消費電力のモノのインターネット (IoT) デバイスのための柔軟で信頼性の高い通信を可能にします。ほとんどのBLEベースのメッシュプロトコルは、ピコネットとスカターネットを使用しながら、標準的なBluetoothスタートポロジの上にオーバーレイとして実装されています。それにもかかわらず、メッシュトポロジをサポートすることで、BLEメッシュネットワークに参加できるデバイスの数が増えるため、セキュリティの脅威に対するBLEの脆弱性が増大しています。これらの懸念に対処するために、BLEバージョン5では、既存のBLEセキュリティ機能を強化し、さまざまな真正性、完全性、機密性の問題に対処しています。しかし、これらの新しいセキュリティ機能に関連した詳細な研究はまだ不足しています。本調査では、最新のBLEベースのメッシュネットワークプロトコルと関連するセキュリティ問題を調査します。第1部では、最新のBLEベースのメッシュ通信プロトコルが議論されている。分析の結果、BLEピュアメッシュプロトコルの実装は依然として未解決の研究課題であることが示されている。さらに、BLEピュアメッシュネットワークのブートストラップをサポートするための自動設定メカニズムが不足しています。第2部では、最近のBLE関連のセキュリティ問題と脆弱性に焦点を当てます。ゼロデイ攻撃から守るためには、強力な侵入検知システム（IDS）がセキュリティ侵害を検知するために不可欠です。それにもかかわらず、BLEメッシュネットワークのための実行可能なIDSソリューションは、まだ研究が始まったばかりの領域です。その結果、関連する低電力無線プロトコルのIDSアプローチの比較調査を行い、BLEメッシュネットワークのIDSソリューションを強化するための潜在的なアプローチをマップしました。

Bluetooth Low Energy (BLE) Mesh Networks enable flexible and reliable communications for low-power Internet of Things (IoT) devices. Most BLE-based mesh protocols are implemented as overlays on top of the standard Bluetooth star topologies while using piconets and scatternets. Nonetheless, mesh topology support has increased the vulnerability of BLE to security threats, since a larger number of devices can participate in a BLE Mesh network. To address these concerns, BLE version 5 enhanced existing BLE security features to deal with various authenticity, integrity, and confidentiality issues. However, there is still a lack of detailed studies related to these new security features. This survey examines the most recent BLE-based mesh network protocols and related security issues. In the first part, the latest BLE-based mesh communication protocols are discussed. The analysis shows that the implementation of BLE pure mesh protocols remains an open research issue. Moreover, there is a lack of auto-configuration mechanisms in order to support bootstrapping of BLE pure mesh networks. In the second part, recent BLE-related security issues and vulnerabilities are highlighted. Strong Intrusion Detection Systems (IDS) are essential for detecting security breaches in order to protect against zero-day exploits. Nonetheless, viable IDS solutions for BLE Mesh networks remain a nascent research area. Consequently, a comparative survey of IDS approaches for related low-power wireless protocols was used to map out potential approaches for enhancing IDS solutions for BLE Mesh networks.