大規(guī)模低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究.pdf

1、由于在軍事與民用等多個(gè)領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用前景，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已成為工業(yè)界及學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。傳感器網(wǎng)絡(luò)通過監(jiān)測(cè)現(xiàn)實(shí)世界，獲取感知數(shù)據(jù)，并將信息傳送給用戶，最終讓物理世界與虛擬信息世界相緊密結(jié)合。隨著節(jié)點(diǎn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模已逐漸擴(kuò)大，形成了由成千上萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)所組成的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，但由于節(jié)點(diǎn)資源仍嚴(yán)格受限，無法進(jìn)行高強(qiáng)度計(jì)算及高密度通信傳輸，易遭受到各種網(wǎng)絡(luò)攻擊，使得傳感器網(wǎng)絡(luò)安全面臨巨大挑戰(zhàn)。本文圍繞無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵安

2、全技術(shù)開展了研究工作，主要內(nèi)容包括用戶訪問控制機(jī)制、安全組播技術(shù)、分布式安全存儲(chǔ)機(jī)制、入侵保護(hù)及檢測(cè)機(jī)制四個(gè)方面。主要研究成果有：
　　 1.針對(duì)雙層無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，缺乏用戶訪問控制機(jī)制的問題，提出基于智能卡的用戶訪問控制機(jī)制，解決用戶直接接入傳感器網(wǎng)絡(luò)所帶來的認(rèn)證問題，使傳感器節(jié)點(diǎn)在沒有認(rèn)證服務(wù)器支持的情況下也可快速認(rèn)證用戶的訪問權(quán)限，減少傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)之間的通信，減少節(jié)點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷；并在此基礎(chǔ)上，對(duì)認(rèn)證協(xié)議加以改進(jìn)以

3、抵御各種網(wǎng)絡(luò)攻擊，保護(hù)用戶隱私。此外所提機(jī)制還能保證在智能卡被盜后，機(jī)密信息不泄露。
　　 2.針對(duì)大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組播協(xié)議性能不高，易遭受攻擊等問題，提出基于Steiner樹的層次型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組播路由協(xié)議，提高了傳感器網(wǎng)絡(luò)組播效率，均衡了網(wǎng)絡(luò)能量消耗，延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)生命周期；并在此基礎(chǔ)上加入安全通信機(jī)制，提出基于Steiner樹的層次型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全組播協(xié)議，以抵御各種網(wǎng)絡(luò)攻擊并確保組播數(shù)據(jù)的安全性、完整性與可驗(yàn)證性。

4、
　　 3.針對(duì)在無人值守?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)間通信困難，傳感器節(jié)點(diǎn)需要存儲(chǔ)一定數(shù)量感知數(shù)據(jù)的需求，提出一種安全高效的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，該方案運(yùn)用基于門限的存儲(chǔ)機(jī)制提高了數(shù)據(jù)的安全性與可靠性，抵御了節(jié)點(diǎn)妥協(xié)攻擊，并運(yùn)用基于正交向量的動(dòng)態(tài)完整性檢測(cè)機(jī)制提高了數(shù)據(jù)存活率，降低了網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)量。
　　 4.針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)資源嚴(yán)重受限而無法主動(dòng)防御網(wǎng)絡(luò)入侵行為的問題，通過引入低計(jì)算負(fù)荷的一次性簽名算法，提出基于一次性簽名的