基于DSR的WIA-PA安全路由協(xié)議研究.pdf

1、近些年來，工業(yè)無線網絡已經成為了在繼現(xiàn)場總線之后工業(yè)控制系統(tǒng)領域又一個研究的熱點問題。工業(yè)無線技術具有泛在感知、低功耗、低成本、抗干擾、擴展性強、靈活度高等諸多優(yōu)點，因此擁有廣闊的應用前景。其中工業(yè)無線網絡WIA-PA(WirelessNetworksforIndustrialAutomation-ProcessAutomation)技術是一項我國具有自主知識產權的工業(yè)無線網絡技術。它是在國家863重點課題的支持下，由中科院沈陽自動化研

2、究所、西南大學、重慶郵電大學等10余家單位共同研究和開發(fā)的。工業(yè)無線網絡的使用給工業(yè)生產帶來了極大的便利，然而工業(yè)無線網絡作為一種新興技術，也面臨諸多挑戰(zhàn)，其中安全問題就是其中一個很重要的方面。WIA-PA作為一個開放的網絡，往往會面臨多種安全威脅，因此對工業(yè)無線網絡安全性進行研究、確保網絡安全正常運行具有重要的意義。
　　 WIA-PA網絡采用星型(Star)和網狀(Mesh)相結合的兩層網絡拓撲結構。WIA-PA主要通過Me

3、sh網絡進行數(shù)據(jù)傳輸來完成通信過程。而對于Mesh網絡通信來說，路由技術是WIA-PA保證通信正常運行的重要方面和關鍵技術，而保證路由的安全也是影響網絡整體安全性的一個重要因素。目前針對WIA-PA路由算法還處于研究階段，沒有成熟的路由算法。而當前比較成熟的Mesh網絡路由算法主要是無線自組織網絡Adhoc的路由算法，如DSDV、AODV、DSR等。針對Adhoc路由協(xié)議的安全路由策略也有很多，然而這些路由協(xié)議不能完全滿足WIA-PA對

4、安全的要求，因而必須結合WIA-PA網絡的具體特點，設計出適合于WIA-PA網絡需求的安全路由算法。
　　 本文針對提高網絡安全性，抵御網絡惡意節(jié)點的攻擊破壞這一難題，分析目前Adhoc網絡路由協(xié)議的優(yōu)點與不足，并對現(xiàn)有的安全方案進行比較，結合WIA-PA網絡的具體應用環(huán)境與特點，提出一種基于按需路由DSR的工業(yè)無線網絡WIA-PA安全多徑路由協(xié)議。該安全路由協(xié)議通過增加鄰居節(jié)點的信用值機制，實現(xiàn)了對鄰居節(jié)點的身份認證及信用值管

5、理，可以有效的防止惡意節(jié)點加入網絡，解決了WIA-PA網絡中自私節(jié)點問題;對路由消息進行端到端的簽名與認證，防止惡意節(jié)點對路由信息進行偽造、篡改、黑洞以及重放等攻擊;為提高路由協(xié)議的抗毀性能，降低對網絡資源的消耗，增加多路徑路由機制，確定路徑的優(yōu)先級，選擇合適的多路徑路由集，同時通過對多條路徑的靈活運用，可以有效的減少路由再發(fā)現(xiàn)頻率。
　　 最后通過NS2仿真平臺對本文提出的基于DSR的工業(yè)無線網絡WIA-PA安全多徑路由協(xié)議從