基于信任管理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全路由的研究.pdf

1、近些年，隨著無線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及微機(jī)電技術(shù)的高速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為這三項(xiàng)技術(shù)的集成，迅速成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一，并被廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍事、工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常工作在高度開放區(qū)域甚至無人區(qū)，很容易發(fā)生惡意節(jié)點(diǎn)入侵網(wǎng)絡(luò)或合法節(jié)點(diǎn)被捕獲等攻擊。由于節(jié)點(diǎn)資源受限，很多針對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制都無法滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求，因此，如何保證傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性，成為了亟待解決的問題。
　　本文首先提

2、出了一種多要素信任管理機(jī)制，然后基于該機(jī)制，設(shè)計(jì)了一種可信分簇路由協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了可信的簇頭選舉和路由過程，最后設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全仿真平臺(tái)。本文的主要工作如下:
　　(1)提出了一種多要素信任管理機(jī)制，從通信、數(shù)據(jù)和能量等多個(gè)角度提取信任要素，引入“低回報(bào)高懲罰”機(jī)制增強(qiáng)了節(jié)點(diǎn)信任值的真實(shí)性。通過理論分析證明該機(jī)制在顯著提高網(wǎng)絡(luò)安全性能的同時(shí)，僅僅增加了少量的內(nèi)存和通信開銷。
　　(2)提出了一種可信分簇路由協(xié)議，在

3、協(xié)議中設(shè)計(jì)了輕量級(jí)的認(rèn)證及密鑰協(xié)商機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的機(jī)密性、完整性和點(diǎn)到點(diǎn)認(rèn)證，借鑒了μTESLA協(xié)議的思路實(shí)現(xiàn)了廣播認(rèn)證和數(shù)據(jù)的新鮮性，避免了網(wǎng)絡(luò)遭受外部攻擊。在此基礎(chǔ)上，為分簇路由添加了信任管理機(jī)制，降低內(nèi)部攻擊對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成危害。通過SVO邏輯證明了認(rèn)證及密鑰協(xié)商機(jī)制的安全性，并用Matlab仿真驗(yàn)證了協(xié)議的安全性能、通信和內(nèi)存開銷。
　　(3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全仿真平臺(tái)，分析了OMNeT++的系統(tǒng)架構(gòu)和運(yùn)行流程，完