基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡安全協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是對分散數(shù)據(jù)進行采集、傳輸和處理的技術(shù)性網(wǎng)絡,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)域的各個方面。隨著傳感器節(jié)點的急劇增多和部署環(huán)境的開放性,無線傳感器網(wǎng)絡越來越容易受到各式各樣的內(nèi)部攻擊和外部捕獲攻擊,其安全問題對無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)的研究及其發(fā)展產(chǎn)生了嚴重的制約。
　　為解決當前無線傳感器網(wǎng)絡所面臨的安全問題,國內(nèi)外專家學者們提出了一些應對措施,安全路由協(xié)議就

2、是眾多應對措施中的一種。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。針對基于分簇結(jié)構(gòu)的無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議無法應對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)絡路由協(xié)議。其具體內(nèi)容包括:
　?、琶枋隽藷o線傳感器網(wǎng)絡的體系結(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)絡所面臨的攻擊類型及其應對措施,闡述了當

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)絡路由協(xié)議作為研究對象,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進行仿真實現(xiàn)。
　?、漆槍Σ煌膫鞲衅鞴?jié)點有不同的行為動作,根據(jù)統(tǒng)計得到每個傳感器節(jié)點收發(fā)數(shù)據(jù)包和ACK的數(shù)量,提出節(jié)點的動作信任值;與節(jié)點的通信信任值和能量信任值加權(quán)求和得到節(jié)點的直接信任值;由鄰居節(jié)點統(tǒng)計得到間接信任值,加上歷史信任值一同計算得到綜合信任值?；谀：龥Q策,依據(jù)每個傳感

4、器節(jié)點的綜合信任值區(qū)分節(jié)點的可信狀態(tài);并將信任值的計算和可信節(jié)點的決策結(jié)合到LEACH協(xié)議的簇頭選擇中,提出了基于節(jié)點動作信任的無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議。
　　⑶為防止因外部攻擊而導致的密鑰泄露問題,在分簇結(jié)構(gòu)的基礎上,引入管理節(jié)點來負責密鑰的預分發(fā)、成對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)和三元多項式函數(shù)來完成密鑰的加密和成對密鑰的建立;同時將整個密鑰管理的過程與LEACH協(xié)議的簇頭選舉相結(jié)合,提出了基于分簇的無