Библиографическое описание:Архитектура верифицируемого экологического мониторинга на основе сенсорных систем SmartDust : доклад, тезисы доклада / А. А. Грейс, А. П. Энгель. - [Б. м. : б. и.], 2025. - Текст : непосредственный // MIP Engineering-VI-2025: Модернизация, Инновации, Прогресс : Сборник научных трудов VI международной научной конференции / MIP Engineering-VI-2025: Модернизация, Инновации, Прогресс (2025 ; 11.09 - 12.09 ; Красноярск). - Красноярск, 2025. - С. 304-318. - Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект No 25-11-20040, https://rscf.ru/en/project/25-11-20040/, Красноярского краевого фонда науки. - ISBN 9785605323525, DOI 10.47813/mip.6.2025.4008.
Аннотация:Актуальной задачей верифицируемого мониторинга техногенного воздействия на окружающую среду является формирование концептуальных подходов к построению архитектуры защищённых сенсорных систем, интегрирующих криптографическую аутентификацию, распределённую верификацию и технологии распределенного реестра. Концепция SmartDust, предполагающая формирование распределённых сенсорных роев из микро-электромеханических систем, демонстрирует значительный потенциал для создания масштабируемых эколого-аналитических инфраструктур. Однако, нерешёнными остаются вопросы обеспечения криптографической аутентичности сенсорных узлов, защиты телеметрических данных от подделки, а также устойчивости к киберфизическим атакам и электромагнитным помехам. В статье предлагается концептуальная архитектура, основанная на многоуровневой парадигме доверенного взаимодействия. Архитектурная модель содержит криптографическую идентификацию и лёгковесное цифровое подписание телеметрических пакетов на уровне сенсора, роевую кросс-верификацию данных с использованием децентрализованных алгоритмов консенсуса, интеграцию шлюзов с распределённым реестром для обеспечения неизменности и ретроспективной верифицируемости данных. Результаты моделирования показывают, что предложенная архитектура позволяет существенно повысить доверенность данных экологического мониторинга, минимизировать риски фальсификации данных и обеспечить устойчивость сенсорной сети к деструктивным воздействиям.
A pressing challenge in verifiable monitoring of anthropogenic impacts on the environment under conditions of intensive industrialization lies in the development of conceptual approaches to designing architectures of secure sensor systems that integrate cryptographic authentication, distributed verification, and blockchain technologies. The SmartDust concept, which envisages the deployment of distributed sensor swarms composed of micro-electromechanical systems, demonstrates considerable potential for building scalable ecological and analytical infrastructures. However, unresolved issues remain with respect to ensuring the cryptographic authenticity of sensor nodes, protecting telemetry data from tampering, and maintaining resilience against cyber-physical attacks and electromagnetic interference. This article proposes a conceptual architecture grounded in a multi-layered paradigm of trusted interaction. The architectural model incorporates cryptographic identification and lightweight digital signing of telemetry packets at the sensor level, swarm-based cross-verification of data using decentralized consensus algorithms, and the integration of gateways with a distributed ledger to guarantee data immutability and retrospective verifiability. Simulation results indicate that the proposed architecture substantially enhances the trustworthiness of environmental monitoring data, minimizes the risks of data falsification, and ensures the resilience of the sensor network to disruptive influences.
