分簇無線傳感器網絡中選擇性轉發(fā)攻擊的檢測.pdf

1、無線傳感器網絡（WSN）是由大量分布在監(jiān)控區(qū)域的傳感器節(jié)點自組而成的網絡，節(jié)點的能量有限、計算和通信能力低、存儲空間有限等特點使得WSN研究工作頗具挑戰(zhàn)性。近些年，WSN一直是通信領域的研究熱點，研究內容主要為無線通信協(xié)議、路由機制、網絡拓撲結構、安全算法等。
　　WSN的應用前景空間巨大，尤其是在軍事領域，故其安全方面的研究顯得格外重要，本文基于此深入研究了WSN安全防御技術。WSN遭受到的攻擊通常分為外部攻擊和內部攻擊：對于外

2、部攻擊，傳統(tǒng)的基于加密和身份認證的安全機制能夠很好的做出防御；而對于內部攻擊，尤其是內部選擇性轉發(fā)攻擊，還沒有得到很好的解決。本文的研究工作是針對選擇性轉發(fā)，并且得出了相應結論。本文的主要研究工作有：
　　第一、確定本文的研究方向。綜合分析近年來WSN安全問題的研究現(xiàn)狀，確定以WSN內部選擇性轉發(fā)攻擊為本文的研究方向，并總結得出，我們設計的安全機制應當具備以下特點：快速準確的檢測出惡意節(jié)點；及時反饋信息并更新路由；能耗要相對較低；

3、能夠解決多種內部攻擊方式。
　　第二、提出安全機制。結合看門狗機制和鄰居監(jiān)控機制的優(yōu)點，我們設計出了一種基于監(jiān)督節(jié)點和綜合信譽度的分簇WSN安全機制，該機制的創(chuàng)新點在于簇內增選監(jiān)督節(jié)點以及簇半徑設置為節(jié)點通信半徑的二分之一。監(jiān)督節(jié)點主要任務是監(jiān)督保障簇首節(jié)點的正常工作，簇半徑的設置能夠使得監(jiān)督節(jié)點的監(jiān)測范圍覆蓋整個簇，從而很好地提高網絡安全監(jiān)測的效率。
　　第三、提出新的網絡劃分方法。首先，設置簇的形狀為正方形；然后，分析各

4、層簇內節(jié)點的能耗，計算得出網絡環(huán)形分布的節(jié)點密度比例；緊接著，在整個網絡的層面上分析其能耗，結合單個節(jié)點的能量損耗，計算得出最優(yōu)更換簇首和監(jiān)督節(jié)點的周期；最后，綜合得出網絡布局的具體參數(shù)。
　　第四、進行仿真實驗。對本文所設計的安全機制，使用OPNET14.5進行仿真實驗，結果表明：本文安全機制能夠迅速準確定位惡意節(jié)點，其虛警率是2.5％，相比較于看門狗機制降低了25.7%；使用本文安全機制，網絡丟包率大幅降低；與LEACH相比較