認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,部分頻段越來越擁擠,已無法滿足日益增加的無線用戶的需求。但調(diào)查表明,大部分授權(quán)頻段卻處于空閑狀態(tài)。為了充分利用頻譜資源,為更多的用戶提供服務(wù),認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)在不影響授權(quán)用戶(主用戶)的前提下,為非授權(quán)用戶(認(rèn)知用戶)提供頻譜接入的機(jī)會(huì),具有良好的應(yīng)用前景。
　　如何獲取主用戶網(wǎng)絡(luò)的空閑頻譜信息并對(duì)其合理分配是認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中至關(guān)重要的問題。由于無線環(huán)境的多變性和主用戶信號(hào)狀態(tài)的不

2、固定性,準(zhǔn)確可靠的頻譜感知成為認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ),而惡意節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)篡改將會(huì)破壞感知數(shù)據(jù)的真實(shí)性,從而嚴(yán)重影響認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行;由于空閑頻譜的動(dòng)態(tài)性和可用信息的公開性,使得攻擊者容易對(duì)認(rèn)知用戶的頻譜感知和接入造成破壞,因此引起的DoS攻擊將會(huì)阻礙用戶的頻譜接入,從而最終導(dǎo)致認(rèn)知用戶無法利用可用頻譜,造成頻譜資源的浪費(fèi)。此外,在不影響主用戶的前提下,如何使認(rèn)知用戶之間在互不干擾的條件下,安全使用空閑信道,最大化個(gè)人隱私信

3、息保護(hù)力度,是認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)面臨的巨大挑戰(zhàn)。本文針對(duì)上述認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的安全與隱私問題進(jìn)行研究,所取得的主要研究成果如下:
　　1.針對(duì)分簇式認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)頻譜感知過程中的合謀攻擊,提出了一種基于信任機(jī)制的分段頻譜感知方案。該方案通過對(duì)待感知頻段重新綁定、對(duì)認(rèn)知用戶模數(shù)分組,進(jìn)行一一映射的頻譜感知,并利用認(rèn)知用戶信譽(yù)值作為數(shù)據(jù)融合的參考,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)惡意用戶,有效阻止合謀攻擊,保證頻譜感知數(shù)據(jù)的可靠性。
　　2.針對(duì)無

4、中心設(shè)施下的頻譜感知數(shù)據(jù)篡改攻擊,提出了一種基于鄰居節(jié)點(diǎn)檢測的收斂感知算法。該算法通過認(rèn)知用戶本地感知,和鄰居節(jié)點(diǎn)交互感知數(shù)據(jù)來達(dá)到局部感知數(shù)據(jù)的統(tǒng)一;收斂過程中,可信鄰居節(jié)點(diǎn)集合的更新能夠剔除可疑節(jié)點(diǎn),提高感知數(shù)據(jù)更新的準(zhǔn)確性;且利用鄰居節(jié)點(diǎn)檢測機(jī)制,對(duì)可信鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行感知數(shù)據(jù)檢測,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修正受損的感知數(shù)據(jù),對(duì)最終感知結(jié)果進(jìn)行可靠性判決。
　　3.針對(duì)頻譜分配過程中的追蹤用戶攻擊,提出了一種基于有序集合的抗追蹤用戶攻擊信道選

5、擇方案。考慮到信道申請(qǐng)過程中的信息泄漏,采用認(rèn)知用戶偏好使用信道集合中對(duì)應(yīng)的序號(hào)來代替所選信道,可以有效隱藏所選信道的信息;通過偏好使用信道的同步更新機(jī)制,動(dòng)態(tài)改變偏好信道對(duì)應(yīng)的序號(hào),提高攻擊者獲取所選信道信息的難度。該方案能夠隱藏認(rèn)知用戶選擇的信道信息,使攻擊者無法追蹤到認(rèn)知用戶,有效抵抗了追蹤用戶攻擊,保障認(rèn)知用戶的頻譜接入。
　　4.針對(duì)頻譜分配中由于歷史信道使用信息而造成的位置隱私泄漏問題,提出一種自共存機(jī)制下的位置隱私保