一種基于分簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全路由協(xié)議.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)是信息科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)全新的發(fā)展方向，同時(shí)也是新興學(xué)科與傳統(tǒng)學(xué)科進(jìn)行領(lǐng)域間交叉的結(jié)果。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了智能傳感器、無(wú)線智能傳感器、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)3個(gè)階段。智能傳感器將計(jì)算能力嵌入到傳感器中，使得傳感器節(jié)點(diǎn)不僅具有數(shù)據(jù)采集能力，而且具有濾波和信息處理能力；無(wú)線智能傳感器在智能傳感器的基礎(chǔ)上增加了無(wú)線通信能力，大大延長(zhǎng)了傳感器的感知觸角，降低了傳感器的工程實(shí)施成本；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)則將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入到無(wú)線智能傳感器中

2、，使得傳感器不再是單個(gè)的感知單元，而是能夠交換信息、協(xié)調(diào)控制的有機(jī)結(jié)合體。
　　 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特點(diǎn)是資源受限。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比，具有能量有限、計(jì)算能力有限、存儲(chǔ)空間有限和通信能力有限等特點(diǎn)。因此在研究應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各種技術(shù)時(shí)，考慮的關(guān)鍵問(wèn)題是低能耗和低成本。然而，已有的適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議大多是對(duì)有限的節(jié)點(diǎn)資源和特定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，并沒(méi)有考慮安全路由的問(wèn)題。隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事等領(lǐng)域的

3、廣泛應(yīng)用，在設(shè)計(jì)了滿足低能耗需求的路由協(xié)議后，對(duì)路由協(xié)議安全性的研究已成為新的熱點(diǎn)。
　　 本文首先介紹了DD、LEACH、GEAR等經(jīng)典的路由協(xié)議，在對(duì)其路由算法的性能及安全性進(jìn)行比較分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)以LEACH為代表的分簇路由協(xié)議在能耗和安全性方面有著比較好的性能。接著詳細(xì)分析了LEACH分簇路由協(xié)議，并且虛擬了一個(gè)在windows平臺(tái)上運(yùn)行的UNIX模擬環(huán)境，使用NS2仿真工具對(duì)LEACH協(xié)議進(jìn)行了仿真。然后，分別從能量

4、消耗和安全性兩個(gè)角度建議性的提出了對(duì)LEACH協(xié)議的兩種改進(jìn)方案。第一種改進(jìn)方案是提出了結(jié)合集中式的LEACH-C協(xié)議和分布式的LEACH協(xié)議兩者的優(yōu)點(diǎn)的ILEACH協(xié)議，通過(guò)對(duì)簇頭節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生區(qū)域進(jìn)行限定，保證了簇頭數(shù)目的最優(yōu)化以及簇頭的合理分布，以節(jié)點(diǎn)剩余能量為主要依據(jù)來(lái)選擇簇頭節(jié)點(diǎn)。第二種改進(jìn)方案是針對(duì)分簇路由協(xié)議不能抵御HELLO flood、選擇性轉(zhuǎn)發(fā)等攻擊的問(wèn)題，在LEACH協(xié)議的基礎(chǔ)上，提出了一種安全路由協(xié)議CSRP，通過(guò)引