智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的進(jìn)步，智能建筑得到了大力的推廣和發(fā)展。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由于具有耗資小、安裝方便、維護(hù)和更新費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，己開(kāi)始向智能建筑應(yīng)用滲透并逐漸成為這方面研究的一個(gè)熱點(diǎn)。隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究深入和不斷走向?qū)嵱?，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題開(kāi)始引起人們的關(guān)注。能否為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)安全的工作環(huán)境，是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能否成真正走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵。但是，目前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全方案還處于理論研究階段，

2、距離實(shí)際應(yīng)用和形成普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)還有一段距離。本文圍繞智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題開(kāi)展了研究工作。根據(jù)智能建筑的特點(diǎn)，給出了一個(gè)智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上從無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理、廣播認(rèn)證、安全路由和安全定位等四個(gè)方面，對(duì)智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全進(jìn)行了相應(yīng)的研究。
　　 ⑴深入分析了智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能建筑中應(yīng)用需要解決的問(wèn)題，根據(jù)智能建筑的特點(diǎn)給出

3、一個(gè)適用于智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
　　 ⑵針對(duì)智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間長(zhǎng)，傳感器節(jié)點(diǎn)容易被物理捕獲等特點(diǎn)，提出了兩個(gè)適用于智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理方案。這兩個(gè)方案分別利用節(jié)點(diǎn)類型轉(zhuǎn)換和密鑰類型轉(zhuǎn)換的方法，在節(jié)點(diǎn)間的共享密鑰生成后，攻擊者從捕獲的節(jié)點(diǎn)中無(wú)法獲取正常節(jié)點(diǎn)的任何密鑰信息，從而可以防止攻擊者利用捕獲節(jié)點(diǎn)對(duì)正常節(jié)點(diǎn)間的通信進(jìn)行攻擊。
　　 ⑶針對(duì)智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間較長(zhǎng)

4、的特點(diǎn)，提出了一種可以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)認(rèn)證的廣播認(rèn)證算法。該算法采用多個(gè)短的密鑰鏈代替μTESLA廣播認(rèn)證協(xié)議中單個(gè)長(zhǎng)的密鑰鏈，并由前面廣播數(shù)據(jù)包攜帶后面密鑰鏈的參數(shù)信息的方法，使廣播認(rèn)證協(xié)議可以長(zhǎng)期持續(xù)工作，并通過(guò)把要攜帶的密鑰鏈的參數(shù)信息用Tornado編碼來(lái)減少每個(gè)廣播包需要攜帶的認(rèn)證附加信息。
　　 ⑷針對(duì)智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間較長(zhǎng)和網(wǎng)絡(luò)可人工維護(hù)的能量特點(diǎn)，提出一個(gè)基于負(fù)載平衡的安全路由協(xié)議。該算法把網(wǎng)絡(luò)中的傳感器

5、節(jié)點(diǎn)按離Sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)分層，計(jì)算出每層傳感器節(jié)點(diǎn)的平均負(fù)載，然后傳感器節(jié)點(diǎn)調(diào)整自己向每個(gè)父節(jié)發(fā)送數(shù)據(jù)包的比例，從而減少節(jié)點(diǎn)間能量消耗的差異，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生存期。在節(jié)點(diǎn)分層時(shí)，通過(guò)采用密鑰鏈的方法來(lái)防止惡意節(jié)點(diǎn)的進(jìn)攻，在相鄰節(jié)點(diǎn)間交換路由信息時(shí)，采用節(jié)點(diǎn)間的共享密鑰來(lái)防止攻擊者篡改或偽造路由信息。
　　 ⑸針對(duì)智能建筑中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作環(huán)境影響通信因素多、節(jié)點(diǎn)硬件成本要低和節(jié)點(diǎn)定位精度不需要太高的特點(diǎn)，提出來(lái)一個(gè)基于DV-Ho