Implementation and Performance Evaluation of Black Hole Attacks on DSR and AODV in MANETs

Abstract

Mobile Ad-hoc Networks (MANETs) are type of wireless multi-hop networks that consists of group of mobile nodes that can interact with each other without the help of any predefined infrastructure or centralized controller such as a base station. MANETs are easily prone to security attacks. Black hole attack is one of such attacks. In a black hole attack, a malicious node deceitfully publicize itself as having the shortest path to a given destination and drops the data packet without forwarding it to the actual destination. Dynamic Source Routing (DSR) and Ad-hoc On-demand Distance Vector (AODV) protocols are two well-known protocols used for routing in the MANETs. In this thesis, we investigate the effect of black hole attack in both DSR-based and AODV-based MANETs. For this purpose, we implement both protocols using Network Simulator version 2 (NS-2) to obtain the performance in terms of Packet Delivery Ratio (PDR), End-to-End Delay (EED) and throughput with black hole attack and without black hole attack. A modified approach is implemented for DSR and AODV protocols to improve their performance in the presence of black hole attacks. Simulation results obtained show that network performance is reduced for both protocols in the presence of balckhole attack and AODV protocol is more affected by the black hole than DSR protocol. The results of the Modified schemes obtained show a significant improvement in the network performance over DSR and AODV protocols with black hole. Keywords: MANET, DSR, AODV, black hole, PDR, EED, throughput.

ÖZ: Gezgin alt yapısız ağlar (MANETs) bir grup gezgin cihazdan oluşan ve herhangi bir alt yapıya veya merkezi bir erişim noktasına ihtitaç duymadan haberleşmeyi olanaklı kılan kablosuz ağ çeşitlerindendir. MANET’ler ağ güvenliği saldırılarına açık olup, kara delik saldırıları güvenliği tehdit eden başlıca saldırı türlerinden bir tanesidir. Kara delik saldırıları, kötü niyetli bir düğümün belirli bir hedefe ulaşmak için en kısa yolun kendi üzerinden geçerek ulaşılabileceği şeklinde yanlış bir bilginin ağdaki tüm düğümlere bildirmesiyle oluşur ve hedefe ulaşmak için gönderilmiş olan veri paketleri kara delik tarafından hedefe gönderilmeden imha edilir. Dynamic Source Routing (DSR) ve Adhoc On-demand Distance Vector (AODV) protokolleri MANET’lerde kullanılan en bilinen yönlendirme prokolleridir. Bu çalışmada, DSR ve AODV protokolleri kullanılarak MANET üzerindeki kara delik saldırılarının etkisi incelenmiştir. Kara delik etikisini inceleyebilmek için iki protokol kara delik bulunan ve bulunmayan durumlarda Ağ Simülatörü NS-2 de uygulanmış ve Paket Teslim Oranları (PDR), Noktalar Arası Gecikme (EED) ve verim sonuçları incelenmiştir. Kara delik saldırısının DSR ve AODV protokolleri üzerindeki etkisini azaltmak üzere bu protokollerde yeni bir düzenleme yapılmıştır. Benzetim çalışmalarından elde edilmiş sonuçlar göstermiştir ki kara delik saldırıları ağın performansını her iki protokol için de düşürmekle birlikte AODV protokolü kara delik saldırılarından DSR protokolüne göre daha fazla etkilenmektedir. Ayrıca benzetim sonuçları, yeniden uyarlanmış olan DSR ve AODV protokollerinin başarım sonuçlarının kara delik saldırıları karşısında yükseldiğini göstermiştir. Anahtar kelimeler: MANET, DSR, AODV, kara delik, PDR, EED, verim.