無線網(wǎng)狀網(wǎng)通信安全技術(shù)研究.pdf

1、無線網(wǎng)狀網(wǎng)(WirelessMeshNetworks，WMN)是一種動態(tài)自組織和自配置的網(wǎng)絡(luò)。WMN作為Internet在無線方面的擴展和延伸，既具有無線網(wǎng)絡(luò)的特征，又具有多跳、自組織、配置靈活等特性。但由于WMN缺乏明確的網(wǎng)絡(luò)邊界防線，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都可能受到直接或間接的攻擊，網(wǎng)絡(luò)通信安全非常難以保障。在WMN逐步進(jìn)入我們的生活并展開大規(guī)模應(yīng)用之時，如何保障用戶在WMN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的通信安全成為了一個不容忽視，必須妥善解決的關(guān)鍵性問題。

2、 本論文針對上述問題，以WMN通信安全為主要研究對象，學(xué)習(xí)和總結(jié)了WMN通信安全技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢，在借鑒傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全機制的基礎(chǔ)上，結(jié)合WMN的固有特點，在不增加任何額外的硬件設(shè)備的情況下，對如何保障WMN通信安全進(jìn)行了創(chuàng)新性和探索性研究。主要內(nèi)容為： (1)詳細(xì)研究了WMN網(wǎng)絡(luò)通信安全架構(gòu)，提出了一種新的基于非相關(guān)多徑路由的安全通信機制MSC(Multi—pathbasedSecureCommunication)，

3、用于提高WMN網(wǎng)絡(luò)通信的安全性； (2)詳細(xì)研究了WMN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的非相關(guān)多徑路由尋找技術(shù)，提出了一種新的基于DSR路由協(xié)議改進(jìn)的EDSR多徑路由尋找算法，為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供非相關(guān)多徑路由； (3)詳細(xì)研究了WMN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的安全密鑰交換算法，提出了一種新的基于非相關(guān)多徑或單徑路由進(jìn)行的安全密鑰交換算法，為網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點分發(fā)會話密鑰； (4)詳細(xì)研究了WMN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)信任評估機制，提出了一種新的以不確定性度量極小

4、化原理為基礎(chǔ)建立的信任評估模型，為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點路由選擇提供依據(jù)； (5)研究了WMN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)激勵機制，提出了一種新的基于有限理性博弈的激勵算法，通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的有限理性博弈，促使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)活動過程中采取正確的網(wǎng)絡(luò)行為； (6)研究了WMN網(wǎng)絡(luò)通信異常監(jiān)測技術(shù)，提出了一種新的基于中間件技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)通信異常監(jiān)測機制，用于協(xié)助網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常。 MSC機制在WMN網(wǎng)絡(luò)全局范圍內(nèi)應(yīng)用基于有限理性博弈的

5、激勵機制，通過嚴(yán)厲的懲罰策略激勵網(wǎng)絡(luò)節(jié)點正常提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點存在通信需求時，源節(jié)點利用非相關(guān)多徑路由發(fā)現(xiàn)算法，尋找出它與目的節(jié)點間存在的多條路由，并通過基于不確定性度量極小化的信任評估機制對路由可靠性進(jìn)行評估，根據(jù)評估結(jié)果選出符合安全設(shè)置的路由，然后利用基于單徑或多徑路由的安全密鑰交換機制與目的節(jié)點生成會話密鑰，加密通信信息，盡可能保障網(wǎng)絡(luò)通信的安全。此外，MSC機制還通過代理對網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)異常。仿真實驗表明，