無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)惡意節(jié)點(diǎn)檢測(cè)模型的研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集信息采集、信息傳輸。信息處理于一體的綜合智能信息系統(tǒng)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、智能家居、國(guó)防軍事等方面會(huì)有極大的應(yīng)用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)重要的技術(shù)，已經(jīng)引起各個(gè)國(guó)家的高度重視。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless SensorNetworks，也稱(chēng)WSNs)作為新一代的傳感器網(wǎng)絡(luò)，是各門(mén)學(xué)科技術(shù)相結(jié)合的綜合學(xué)科。通常由大量廉價(jià)的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，這些傳感器節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)地部署在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)部或者附近，能夠通過(guò)自組織的方式組成網(wǎng)

2、絡(luò)。節(jié)點(diǎn)間以無(wú)線多跳的方式互相聯(lián)系，傳感器節(jié)點(diǎn)彼此合作感知、采集和處理檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)多跳的方式到達(dá)最終目的節(jié)點(diǎn)。WSN在軍事應(yīng)用、科學(xué)研究、環(huán)境觀測(cè)和預(yù)報(bào)系統(tǒng)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活等領(lǐng)域有深刻的應(yīng)用，它將革命性的改變我們的社會(huì)生活。伴隨著各國(guó)對(duì)WSN投入的加大，一系列的問(wèn)題也呈現(xiàn)出來(lái)，這些問(wèn)題引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。
　　目前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用面臨著諸多威脅。其中最主要的威脅來(lái)自網(wǎng)絡(luò)層的攻擊，主要有選擇轉(zhuǎn)發(fā)攻擊，女

3、巫攻擊，槽洞攻擊，蟲(chóng)洞攻擊等。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常部署在開(kāi)放的環(huán)境中，很容易被鋪獲，而且這些節(jié)點(diǎn)大多不具備防篡改能力，那么這些節(jié)點(diǎn)就變成了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的惡意節(jié)點(diǎn)。在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，這些節(jié)點(diǎn)可以故意隨機(jī)丟棄一些報(bào)文，也可以隨意篡改報(bào)文對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行破壞。
　　分析無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的主要威脅，不難發(fā)現(xiàn)主要的幾種攻擊方式都會(huì)涉及到丟包，篡改和偽造問(wèn)題。例如，選擇傳遞攻擊就是一種直接丟包的行為。槽洞攻擊和蟲(chóng)洞攻擊則先利用自己的優(yōu)

4、勢(shì)吸引流量，然后對(duì)通過(guò)他的數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行丟棄，篡改或者偽造。所以只要能夠建立一種防篡改，防丟包，防偽造的通信模型，就能夠?qū)@幾種攻擊進(jìn)行有效地解決。
　　傳統(tǒng)公鑰技術(shù)因?yàn)樘珡?fù)雜而不適合無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。而且通過(guò)hash函數(shù)雖然可以對(duì)源數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行完整性的保護(hù)，目的節(jié)點(diǎn)也能夠發(fā)現(xiàn)報(bào)文被篡改、偽造過(guò)。但是目的節(jié)點(diǎn)并不能知道到底是路由線路上的哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)報(bào)文進(jìn)行了篡改，偽造。文獻(xiàn)[4]通過(guò)將節(jié)點(diǎn)設(shè)置成混雜模式監(jiān)聽(tīng)鄰居節(jié)點(diǎn)，雖然能夠直接獲得惡意

5、節(jié)點(diǎn)的屬性參數(shù)，但是這種方法要求監(jiān)聽(tīng)路由線路上所有節(jié)點(diǎn)，不論它是不是惡意節(jié)點(diǎn)。這樣很多不必要的監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)因?yàn)殚_(kāi)啟著混雜模式，造成了嚴(yán)重的能量浪費(fèi)。
　　針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的惡意篡改數(shù)據(jù)和選擇性轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文攻擊，本文提出了一種基于hash函數(shù)的多簽名的報(bào)文傳輸模型。節(jié)點(diǎn)能發(fā)現(xiàn)惡意節(jié)點(diǎn)篡改報(bào)文并將惡意節(jié)點(diǎn)鎖定在一個(gè)小的區(qū)域內(nèi)。然后要求惡意節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)作為監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)，去監(jiān)聽(tīng)該被懷疑節(jié)點(diǎn)，監(jiān)聽(tīng)節(jié)點(diǎn)在任務(wù)完成后，回到普通工作模式。這種局部動(dòng)態(tài)監(jiān)聽(tīng)