無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議研究與設(shè)計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為計算、通信和傳感器三項技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，目前成為計算機科學(xué)領(lǐng)域一個活躍的研究分支。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一般配置在惡劣環(huán)境、無人區(qū)域或敵方陣地中，加之無線傳感器網(wǎng)絡(luò)本身固有的脆弱性，因而網(wǎng)絡(luò)安全引起了人們的極大關(guān)注，這也給理論研究人員和工程技術(shù)人員提出了大量具有挑戰(zhàn)性的研究課題。在傳感器節(jié)點計算速度、電源能量、通信能力和存儲空間非常有限的情況下，傳統(tǒng)的安全體制不適合運用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。無

2、線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議的研究成果近幾年才陸續(xù)出現(xiàn)，安全方案還處于理論研究階段，距離實際應(yīng)用和形成普遍接受的標準還相差甚遠。 本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其安全進行了深入細致的研究，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點、弱點、安全需求以及安全問題的研究進展有了較為全面的認識和了解。在此基礎(chǔ)之上，本文參照目前公認比較權(quán)威的網(wǎng)絡(luò)安全框架協(xié)議——SPINS(SecurityProtocolsforSensorNetwork)，提出了一種基于層次型拓撲結(jié)構(gòu)

3、的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全通信協(xié)議的設(shè)計方案。協(xié)議方案運用了LEACH算法并彌補了其在安全上的不足。拓撲建立階段增加了基站對簇頭身份的認證，從而確保了簇頭的合法性；在密鑰管理中加入了一個單向散列函數(shù)和一個共享密鑰，使得加密密鑰與認證密鑰周期性動態(tài)變化，從而增強了網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。協(xié)議考慮了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特點和限制，也力求盡量滿足網(wǎng)絡(luò)通信的安全需求，即機密性、完整性、新鮮性以及認證等問題。最后給出了協(xié)議在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的新型操作系統(tǒng)Tin