基于信任的WSN安全機(jī)制研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是將許多微型且價格低廉具有無線自治功能的傳感器節(jié)點布置在監(jiān)測區(qū)域組成的系統(tǒng)。它的廣泛應(yīng)用在國內(nèi)外引起了許多研究學(xué)者的高度關(guān)注，并一度被評為將會影響人類生活的十大新興科技之一。然而在WSN中，由于節(jié)點具備能量資源受限、容易被俘獲等特點，使得WSN特別容易遭到惡意行為的攻擊，特別是當(dāng)WSN內(nèi)某些節(jié)點被捕后會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的重要數(shù)據(jù)被竊取，甚至?xí)诰W(wǎng)絡(luò)內(nèi)部傳遞一些惡意數(shù)據(jù)致使

2、整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)崩潰。目前，僅僅使用傳統(tǒng)加密認(rèn)證的方法已經(jīng)沒有辦法解決此類問題，因此迫切的需要設(shè)計一種符合WSN安全需求的機(jī)制來解決相關(guān)問題。本文利用信任模型的相關(guān)思想，設(shè)計了一種基于信任的WSN安全機(jī)制，并且對信任值進(jìn)行計算，設(shè)計了基于信任的WSN路由，可以保障WSN能夠安全、可靠、穩(wěn)定的工作，并確保各類應(yīng)用能夠正常地運行。
　　本文首先對課題研究背景與意義、研究現(xiàn)狀、研究目標(biāo)和內(nèi)容進(jìn)行了簡單介紹，然后對WSN安全技術(shù)做了簡略的論述

3、，主要從WSN安全概述、WSN安全技術(shù)、常見的WSN安全攻擊類型以及目前WSN安全問題的解決方法四個方面進(jìn)行展開。指出了WSN的安全需求主要包括通信安全需求、信息安全需求以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)安全需求，隨后探討了WSN安全技術(shù)方面所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。然后對目前WSN基本安全技術(shù)做了分析，包括基本框架協(xié)議SPINS、WSN安全技術(shù)設(shè)計的主要方案和安全路由;討論了WSN中常用的加密技術(shù)（對稱加密技術(shù)、非對稱加密技術(shù)、消息認(rèn)證和硬件加密技術(shù)）以及節(jié)點安全

4、技術(shù)。最后分析了WSN中常見的攻擊類型以及相應(yīng)地解決方法。
　　本文還對WSN信任安全管理機(jī)制做了剖析，總結(jié)了目前WSN中信任安全管理機(jī)制存在的相關(guān)問題，并對傳統(tǒng)信任安全管理機(jī)制框架進(jìn)行說明，提出并設(shè)計了基于信任的WSN安全機(jī)制框架。并對基于信任的WSN安全機(jī)制工作流程進(jìn)行了說明，為信任值的計算、信任路由的設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
　　針對目前WSN中存在的各類問題，以本文設(shè)計的WSN信任安全管理機(jī)制框架為依據(jù)，提出了一種基于Pag

5、eRank算法的WSN網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點信任值的計算方法。該算法首先是以節(jié)點的出鏈為基準(zhǔn)，得到一個網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的交互概率矩陣，然后再以報文轉(zhuǎn)發(fā)率為參考系數(shù)來綜合計算網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的信任值。仿真實驗結(jié)果表明:此算法能夠很好的計算節(jié)點的信任值，而且能夠很好的檢測WSN中的非可信節(jié)點，有效地增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的安全性。
　　依據(jù)信任安全管理機(jī)制，本文還總結(jié)了目前WSN路由協(xié)議存在的缺點，從而提出一種信任路由選擇算法。該算法結(jié)合了最大平均信任值和最小跳數(shù)路由策