無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全定位算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSNs)是目前多學(xué)科高度交叉研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，如信號(hào)處理、信息理論、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)估計(jì)和推斷及人工智能等。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)眾多的應(yīng)用中，定位是一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)。但由于常應(yīng)用于復(fù)雜、敵對(duì)的環(huán)境中，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)易受到攻擊，從而使其定位過程遭到干擾和破壞。本文以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的安全隱患為研究背景，結(jié)合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了兩種安全定位算法，確保了無(wú)線傳感器網(wǎng)

2、絡(luò)定位的安全性。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1、概述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的理論知識(shí)，包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)；詳細(xì)介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位算法和存在的安全隱患；分析了當(dāng)前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)易遭受的典型攻擊及其對(duì)定位過程的影響；闡述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的安全要求；重點(diǎn)討論了當(dāng)前安全定位算法的基本原理，并對(duì)其進(jìn)行了歸納、總結(jié)和對(duì)比。
　　2、為驗(yàn)證信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的安全性，提出了一種基于迭代投票的安全定位算法。在該算

3、法中，利用距離信息交換代替位置信息交換，降低了信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息泄露的可能性。該算法以三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)，計(jì)算出其它信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置。根據(jù)計(jì)算出的定位誤差，對(duì)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行迭代投票。未知節(jié)點(diǎn)根據(jù)投票結(jié)果，選取得票最高的三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行位置估算，從而提高未知節(jié)點(diǎn)的定位精度。
　　3、在對(duì)蟲洞攻擊進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，闡述了一種隱蔽性蟲洞攻擊。為抵御隱蔽性蟲洞攻擊，提出了一種針對(duì)蟲洞攻擊的安全定位算法。在該算法中，利用監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)記錄監(jiān)測(cè)區(qū)

4、域內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送、接受情況。若兩個(gè)不相鄰的監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，存在具有相同源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，則認(rèn)為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間存在著隱蔽性蟲洞攻擊。該安全定位算法可以有效地檢測(cè)隱蔽性蟲洞攻擊，提高DV-hop算法的定位精度。
　　4、對(duì)提出的兩種安全定位算法，設(shè)計(jì)了不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)惡意節(jié)點(diǎn)比例較大時(shí)，基于迭代投票的安全定位算法能保證定位的精度。針對(duì)蟲洞攻擊的安全定位算法能有效地抵抗包括隱蔽性蟲洞攻擊在內(nèi)的各種蟲洞攻擊，確保D