無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的節(jié)能和安全研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、工業(yè)、民用等諸多方面擁有廣泛的應(yīng)用前景，是目前的研究熱點(diǎn)之一。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有限的存儲(chǔ)空間、計(jì)算能力和通信能力，以及動(dòng)態(tài)拓?fù)?、?yīng)用相關(guān)性等特點(diǎn)，它的許多關(guān)鍵技術(shù)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同，仍是一個(gè)開放活躍的研究領(lǐng)域，路由協(xié)議是目前的一個(gè)研究重點(diǎn)，能量和安全就是其中兩個(gè)重要方面。 本文主要首先分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由的特點(diǎn)，討論了主流路由協(xié)議，在此基礎(chǔ)上，提出了一種節(jié)能優(yōu)化協(xié)議和兩種安全優(yōu)化協(xié)議。 在地理位置

2、路由的基礎(chǔ)上從均衡信息流量和減少空閑狀態(tài)能耗的角度進(jìn)行了節(jié)能改進(jìn)，并且通過理論分析和仿真進(jìn)行了論證。分析表明改進(jìn)后的協(xié)議可以較好地節(jié)約和均衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能量。 提出一種安全地理位置跨層協(xié)議。在安全協(xié)議的設(shè)計(jì)過程中，同時(shí)考慮了安全引導(dǎo)過程。首先改進(jìn)了基于位置的密鑰引導(dǎo)方案，使其不但充分利用地理信息，而且可以同時(shí)為廣播包和單播包加密，并且轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)都與源節(jié)點(diǎn)有共享密鑰。在此基礎(chǔ)上，采用基于MAC層競(jìng)爭(zhēng)的地理路由選擇算法，并對(duì)不

3、同數(shù)據(jù)包采用不同的加密方式，設(shè)計(jì)了安全的路由/MAC跨層安全協(xié)議。分析表明協(xié)議具有很好的安全性能，并且開銷較小。 混沌加密是一種安全性高，時(shí)空開銷小的加密方案，所以本文將混沌加密引入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議，采用開銷小的簡(jiǎn)單混沌函數(shù)Logistic函數(shù)，首先進(jìn)行了數(shù)字化，然后結(jié)合了傳統(tǒng)對(duì)稱加密方法，設(shè)計(jì)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全分簇協(xié)議。分析表明，這種協(xié)議能保證網(wǎng)絡(luò)信息的安全需求，而且密鑰安全性高，不易泄露，安全優(yōu)化增加的開銷也較小。