無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于云模型水印的安全技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要任務(wù)是對監(jiān)控區(qū)域的信息進(jìn)行采集，以達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的，在軍事和民用領(lǐng)域蘊(yùn)含著廣泛的應(yīng)用前景。由于傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、能量有限，且通常部署在危險甚至敵對的環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)容易被攻擊、俘獲而妥協(xié)，干擾用戶決策，使得網(wǎng)絡(luò)變得不可信。因此研究者們急需設(shè)計(jì)一種安全的數(shù)據(jù)認(rèn)證方法，來保證感知節(jié)點(diǎn)收集到的數(shù)據(jù)是安全可信、完整有效且具有新鮮性。本文結(jié)合云模型水印技術(shù)，圍繞著如何確保無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所采集的數(shù)據(jù)安全可靠展開研究，主要工作內(nèi)容包

2、括以下三個方面：
　　 (1)提出一種基于云模型的差分水印算法。首先通過感知節(jié)點(diǎn)收集到的數(shù)據(jù)協(xié)同調(diào)制出云滴水印標(biāo)記，再經(jīng)過哈希散列函數(shù)處理得到二值水印，采用重輪差分的方式將n個云滴水印嵌入n個感知數(shù)據(jù)中。中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)通過時間戳和節(jié)點(diǎn)的身份ID構(gòu)成的索引向量，來判斷和剔除重復(fù)的數(shù)據(jù)包。理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法符合分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)水印盲提取和盲檢測的需求，對攻擊者俘獲妥協(xié)節(jié)點(diǎn)或者篡改數(shù)據(jù)具有一定的脆弱性。通過云水印模型的整體特

3、征分析，可以得出該方法具有一定的魯棒性。
　　 (2)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸過程中，經(jīng)常需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)有損數(shù)據(jù)處理，這樣雖然減少了數(shù)據(jù)傳輸量，但是造成嵌入的水印信息不完整，無法保證數(shù)據(jù)完整性與可靠性。為此，本文研究了支持網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)融合處理的云模型水印技術(shù)。結(jié)合云水印模型的整體性和數(shù)字圖像水印可以分片嵌入的特點(diǎn)，將云滴排序后分段嵌入簇內(nèi)。每個節(jié)點(diǎn)根據(jù)分配到的NID(Node-ID，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)分配到的ID)來選定將水印嵌入到數(shù)據(jù)的

4、第q位LSB(最低有效位)。仿真實(shí)驗(yàn)和分析表明，該方法能充分利用云滴Drop(x，y)的脆弱性，有效檢驗(yàn)出數(shù)據(jù)是否受到篡改等攻擊。攻擊者無法從云滴水印標(biāo)記有限的信息中獲得整個云模型水印的完整信息，更加驗(yàn)證了云模型的魯棒性。
　　 (3)搭建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的OMNeT++云模型水印仿真系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：第一種方案很好的采用了數(shù)據(jù)之間協(xié)同的特性，嵌入的水印由感知數(shù)據(jù)協(xié)同調(diào)制產(chǎn)生，對數(shù)據(jù)的完整性驗(yàn)證有很好的效果。第二種方案結(jié)合圖像數(shù)