分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)中選擇性轉(zhuǎn)發(fā)攻擊的檢測.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是由大量分布在監(jiān)控區(qū)域的傳感器節(jié)點(diǎn)自組而成的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)的能量有限、計(jì)算和通信能力低、存儲空間有限等特點(diǎn)使得WSN研究工作頗具挑戰(zhàn)性。近些年，WSN一直是通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，研究內(nèi)容主要為無線通信協(xié)議、路由機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、安全算法等。
　　WSN的應(yīng)用前景空間巨大，尤其是在軍事領(lǐng)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(shù)。WSN遭受到的攻擊通常分為外部攻擊和內(nèi)部攻擊：對于外

2、部攻擊，傳統(tǒng)的基于加密和身份認(rèn)證的安全機(jī)制能夠很好的做出防御；而對于內(nèi)部攻擊，尤其是內(nèi)部選擇性轉(zhuǎn)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(zhuǎn)發(fā)，并且得出了相應(yīng)結(jié)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(nèi)部選擇性轉(zhuǎn)發(fā)攻擊為本文的研究方向，并總結(jié)得出，我們設(shè)計(jì)的安全機(jī)制應(yīng)當(dāng)具備以下特點(diǎn)：快速準(zhǔn)確的檢測出惡意節(jié)點(diǎn)；及時(shí)反饋信息并更新路由；能耗要相對較低；

3、能夠解決多種內(nèi)部攻擊方式。
　　第二、提出安全機(jī)制。結(jié)合看門狗機(jī)制和鄰居監(jiān)控機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)，我們設(shè)計(jì)出了一種基于監(jiān)督節(jié)點(diǎn)和綜合信譽(yù)度的分簇WSN安全機(jī)制，該機(jī)制的創(chuàng)新點(diǎn)在于簇內(nèi)增選監(jiān)督節(jié)點(diǎn)以及簇半徑設(shè)置為節(jié)點(diǎn)通信半徑的二分之一。監(jiān)督節(jié)點(diǎn)主要任務(wù)是監(jiān)督保障簇首節(jié)點(diǎn)的正常工作，簇半徑的設(shè)置能夠使得監(jiān)督節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測范圍覆蓋整個(gè)簇，從而很好地提高網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測的效率。
　　第三、提出新的網(wǎng)絡(luò)劃分方法。首先，設(shè)置簇的形狀為正方形；然后，分析各

4、層簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的能耗，計(jì)算得出網(wǎng)絡(luò)環(huán)形分布的節(jié)點(diǎn)密度比例；緊接著，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的層面上分析其能耗，結(jié)合單個(gè)節(jié)點(diǎn)的能量損耗，計(jì)算得出最優(yōu)更換簇首和監(jiān)督節(jié)點(diǎn)的周期；最后，綜合得出網(wǎng)絡(luò)布局的具體參數(shù)。
　　第四、進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。對本文所設(shè)計(jì)的安全機(jī)制，使用OPNET14.5進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：本文安全機(jī)制能夠迅速準(zhǔn)確定位惡意節(jié)點(diǎn)，其虛警率是2.5％，相比較于看門狗機(jī)制降低了25.7%；使用本文安全機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)丟包率大幅降低；與LEACH相比較