基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是對(duì)分散數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸和處理的技術(shù)性網(wǎng)絡(luò),其內(nèi)容包括了通信傳輸、信息采集、數(shù)據(jù)處理、安全防御和能量資源等等,其涵蓋范圍幾乎涉及工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的各個(gè)方面。隨著傳感器節(jié)點(diǎn)的急劇增多和部署環(huán)境的開放性,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)越來越容易受到各式各樣的內(nèi)部攻擊和外部捕獲攻擊,其安全問題對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究及其發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重的制約。
　　為解決當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所面臨的安全問題,國內(nèi)外專家學(xué)者們提出了一些應(yīng)對(duì)措施,安全路由協(xié)議就

2、是眾多應(yīng)對(duì)措施中的一種。但它還是不能給出協(xié)調(diào)攻擊和能耗之間問題的最優(yōu)解決方案。針對(duì)基于分簇結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議無法應(yīng)對(duì)DoS攻擊、選擇性轉(zhuǎn)發(fā)攻擊和洪泛攻擊等內(nèi)部攻擊的問題,以及當(dāng)前的密鑰管理路由方案無法很好地解決類似于捕獲的外部攻擊問題,本文提出了兩種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。其具體內(nèi)容包括:
　　⑴描述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù),結(jié)合其安全需求和約束條件,總結(jié)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所面臨的攻擊類型及其應(yīng)對(duì)措施,闡述了當(dāng)

3、前主要的路由協(xié)議,選擇了基于分簇結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議作為研究對(duì)象,全面分析了LEACH協(xié)議的工作流程以及不足之處,以及如何使用MATLAB進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)。
　?、漆槍?duì)不同的傳感器節(jié)點(diǎn)有不同的行為動(dòng)作,根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)收發(fā)數(shù)據(jù)包和ACK的數(shù)量,提出節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作信任值;與節(jié)點(diǎn)的通信信任值和能量信任值加權(quán)求和得到節(jié)點(diǎn)的直接信任值;由鄰居節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)得到間接信任值,加上歷史信任值一同計(jì)算得到綜合信任值?；谀：龥Q策,依據(jù)每個(gè)傳感

4、器節(jié)點(diǎn)的綜合信任值區(qū)分節(jié)點(diǎn)的可信狀態(tài);并將信任值的計(jì)算和可信節(jié)點(diǎn)的決策結(jié)合到LEACH協(xié)議的簇頭選擇中,提出了基于節(jié)點(diǎn)動(dòng)作信任的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。
　　⑶為防止因外部攻擊而導(dǎo)致的密鑰泄露問題,在分簇結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,引入管理節(jié)點(diǎn)來負(fù)責(zé)密鑰的預(yù)分發(fā)、成對(duì)密鑰的建立和密鑰的更新。結(jié)合密鑰池的生成,利用哈希函數(shù)和三元多項(xiàng)式函數(shù)來完成密鑰的加密和成對(duì)密鑰的建立;同時(shí)將整個(gè)密鑰管理的過程與LEACH協(xié)議的簇頭選舉相結(jié)合,提出了基于分簇的無