Abstract

تهدف هذه الدراسة إلى تطوير نموذج أمني هجين مبتكر يوازن بين الحماية القوية ضد هجمات حجب الخدمة (DoS) وكفاءة استخدام الموارد في شبكات الاستشعار اللاسلكية لإنترنت الأشياء (IoT-WSN). يدمج الإطار المقترح ثلاث تقنيات رئيسية: توليد المفاتيح الديناميكي القائم على شبكة العنكبوت (SWDK) للتشفير الخفيف، وتحليل مكونات المفاتيح (PCA) لضغط البيانات، وتقنية سلسلة الكتل (Blockchain) للمصادقة المقاومة للتلاعب. تم تقييم النموذج باستخدام محاكي شبكة عالي الدقة (NS-3) ببنية عنقودية تتألف من محطة أساسية مركزية وأربع عقد طرفية (مستقبلات) كرؤوس للعناقيد، مع كثافات شبكية متدرجة (من 3 إلى 9 مستشعرات لكل عنقود) بافتراض عقد ثابتة ونماذج قنوات مفتوحة. تم اختبار النموذج في ظل سيناريوهين لهجوم الفيضان: هجوم موزع متزامن بمعدل 500 حزمة/ثانية، وهجوم مركز بحجم حزمة أكبر (1024 بايت) ومعدل يصل إلى 1500 حزمة/ثانية. أظهرت النتائج كفاءة النموذج الهجين العالية. في بيئة موزعة، نجح النظام في خفض نسبة تسليم الحزم الخبيثة إلى أقل من 14%، وحقق دقة تصنيف تتجاوز 93%، مما أدى إلى انخفاض معدل نجاح الهجمات الإجمالي بنسبة تتراوح بين 73% و85%. أما في الهجمات المركزية عالية الكثافة، فرغم أن أداء تقنية البلوك تشين وحده لم يكن حاسمًا، إلا أن التكامل الثلاثي حقق استقرارًا ممتازًا في زمن الاستجابة، حيث خفض متوسط زمن الاستجابة بنسبة 70% (بين 55% و82%). وعلى الرغم من أن المفاضلة الأمنية أدت إلى انخفاض طفيف في الإنتاجية الإجمالية (حوالي 25%) وانخفاض في معدل تسليم الحزم المشروعة، إلا أن هذا حل وسط مقبول نظرًا لطبيعة التطبيقات الحيوية كالرعاية الصحية والبنية التحتية الذكية. ويوصى بإجراء تحسينات مستقبلية على إدارة قوائم الانتظار، والضغط التكيفي، والتجديد الدوري للمعاملات المشفرة، مع إمكانية تسريعها عبر الأجهزة وزيادة قابليتها للتوسع