基于安全机制的WSN路由算法的研究与实现
发布时间：2022-08-07 18:35
无线传感器网络是目前计算机网络和通信领域非常具有前沿性的研究方向。在没有任何基础设施的前提下,通过大量无线传感器节点协同作业,能够进行实时监测、感知和获取任何地理环境和范围内的数据信息,并通过无线网络进行处理和转发,将获取的信息通过融合处理后传送到基站。由于无线传感器网络在安全性、能耗性等方面面临着非常严峻的挑战,也是亟待解决的问题。针对目前现有的无线传感器网络路由协议在设计过程中主要以节能为首要前提,在安全性方面考虑较少,本文对无线传感器网络工作原理、路由协议、受攻击方式等方面进行了相关研究,通过分析典型的分簇路由协议LEACH协议,对其在安全性、能耗、不均匀分簇等方面存在的不足,提出了改进算法。主要研究工作如下:针对LEACH协议存在分簇不均匀、能量消耗不均衡等问题,提出了基于蜘蛛网分割技术LEACH-SPW协议,该协议通过合理划分网络的覆盖范围,使网络范围内呈规律性的区域划分。距离基站越近簇和节点的数量就越多,能量也就越多,反之就越少。这样就能够让距离基站较近的多个簇和节点均分数据通信任务,让距离基站较远的少量簇和节点分担较少的数据通信任务,并且通过多跳的数据传输方式,避免因距离...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 无线传感器网络的研究现状
1.2.2 安全路由协议研究现状
1.3 主要研究内容及目标
1.4 本文的组织结构
第2章 无线传感器网络与路由安全
2.1 无线传感器网络
2.1.1 无线传感器网络体系结构
2.1.2 无线传感器网络特性
2.1.3 无线传感器网络的应用
2.2 无线传感器网络路由安全的研究
2.2.1 无线传感器网络路由协议概述
2.2.2 无线传感器网络安全性需求分析
2.2.3 无线传感器路由协议的设计要求
2.2.4 WSN路由算法的分类和典型的路由协议
2.2.5 WSN路由层容易受到的攻击类型和防御体系
2.3 本章小结
第3章 LEACH-SPW路由协议的提出
3.1 引言
3.2 LEACH协议存在的不足与改进
3.3 LEACH-SPW路由协议的提出
3.3.1 基于蜘蛛网分割技术的区域划分
3.3.2 基于区域划分后的簇头选举问题
3.3.3 基于降低能耗的单跳与多跳相结合的数据传输设计
3.4 本章小结
第4章 引入安全机制的LEACH-SPW协议
4.1 引言
4.2 无线传感器网络密钥管理的分类与特点
4.3 LEACH-SPW协议存在的安全问题及改进办法
4.4 引入安全机制的LEACH-SPW协议设计
4.4.1 引入安全机制的LEACH-SPW协议的步骤
4.4.2 添加安全机制后的LEACH-SPW协议簇的建立
4.4.3 密钥更新
4.5 引入安全机制后的LEACH-SPW协议安全性分析
4.5.1 数据传输的安全性
4.5.2 LEACH-SPW协议应对各种攻击的分析
4.5.3 LEACH-SPW协议的能耗分析
4.6 本章小结
第5章 仿真测试与结果分析
5.1 计算机仿真工具MATLAB简介
5.2 计算机仿真与测试
5.2.1 仿真模型
5.2.2 性能评价指标
5.2.3 仿真结果分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议[J]. 黄廷辉,伊凯,崔更申,王玉良. 计算机应用. 2016(01)
[2]无线传感器网络节点的三维质心定位算法研究[J]. 梁小满,姜小奇,李英玲. 通信技术. 2009(02)
[3]攻击检测安全LEACH路由协议[J]. 王江涛,杨庚,孙源,陈生寿. 应用科学学报. 2007(06)
[4]无线传感器网络安全路由协议分析[J]. 胡文基,徐明伟. 北京邮电大学学报. 2006(S1)
[5]DELIC:一种高效节能的与节点位置无关的传感器网络覆盖协议[J]. 毛莺池,刘明,陈力军,陈道蓄,谢立. 计算机研究与发展. 2006(02)
[6]无线传感器网络的LEACH算法的改进[J]. 吴臻,金心宇. 传感技术学报. 2006(01)
博士论文
[1]无线传感器网络安全数据融合关键技术的研究与应用[D]. 马腾.北京交通大学 2016
[2]无线传感器网络高效持续数据收集技术研究[D]. 刘志丹.浙江大学 2014
硕士论文
[1]无线传感器网络安全数据融合方案研究[D]. 张乾.南京邮电大学 2017
[2]基于LEACH协议的簇头选举及优化组网的算法研究[D]. 文章.哈尔滨商业大学 2017
[3]基于LEACH和HEED的WSN路由协议研究与改进[D]. 王盼.北方民族大学 2017
[4]无线传感器网络安全路由协议研究[D]. 黄妙媛.东华大学 2017
[5]基于地理位置的WSN安全路由协议的研究[D]. 苗卓.沈阳理工大学 2017
[6]基于粗糙C-均值聚类的WSN能量均衡路由算法研究[D]. 严静静.南京邮电大学 2016
[7]无线传感器网络低能耗安全路由协议的研究[D]. 贺敏.湖南大学 2015
[8]无线传感器网络安全数据融合方案研究[D]. 杨文文.哈尔滨工程大学 2014
[9]基于分簇的无线传感器网络的安全路由算法研究[D]. 陈玉娇.西南交通大学 2013
[10]无线传感器网络高效节能成簇路由算法研究[D]. 窦强.电子科技大学 2013
本文编号：3670835
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 无线传感器网络的研究现状
1.2.2 安全路由协议研究现状
1.3 主要研究内容及目标
1.4 本文的组织结构
第2章 无线传感器网络与路由安全
2.1 无线传感器网络
2.1.1 无线传感器网络体系结构
2.1.2 无线传感器网络特性
2.1.3 无线传感器网络的应用
2.2 无线传感器网络路由安全的研究
2.2.1 无线传感器网络路由协议概述
2.2.2 无线传感器网络安全性需求分析
2.2.3 无线传感器路由协议的设计要求
2.2.4 WSN路由算法的分类和典型的路由协议
2.2.5 WSN路由层容易受到的攻击类型和防御体系
2.3 本章小结
第3章 LEACH-SPW路由协议的提出
3.1 引言
3.2 LEACH协议存在的不足与改进
3.3 LEACH-SPW路由协议的提出
3.3.1 基于蜘蛛网分割技术的区域划分
3.3.2 基于区域划分后的簇头选举问题
3.3.3 基于降低能耗的单跳与多跳相结合的数据传输设计
3.4 本章小结
第4章 引入安全机制的LEACH-SPW协议
4.1 引言
4.2 无线传感器网络密钥管理的分类与特点
4.3 LEACH-SPW协议存在的安全问题及改进办法
4.4 引入安全机制的LEACH-SPW协议设计
4.4.1 引入安全机制的LEACH-SPW协议的步骤
4.4.2 添加安全机制后的LEACH-SPW协议簇的建立
4.4.3 密钥更新
4.5 引入安全机制后的LEACH-SPW协议安全性分析
4.5.1 数据传输的安全性
4.5.2 LEACH-SPW协议应对各种攻击的分析
4.5.3 LEACH-SPW协议的能耗分析
4.6 本章小结
第5章 仿真测试与结果分析
5.1 计算机仿真工具MATLAB简介
5.2 计算机仿真与测试
5.2.1 仿真模型
5.2.2 性能评价指标
5.2.3 仿真结果分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议[J]. 黄廷辉,伊凯,崔更申,王玉良. 计算机应用. 2016(01)
[2]无线传感器网络节点的三维质心定位算法研究[J]. 梁小满,姜小奇,李英玲. 通信技术. 2009(02)
[3]攻击检测安全LEACH路由协议[J]. 王江涛,杨庚,孙源,陈生寿. 应用科学学报. 2007(06)
[4]无线传感器网络安全路由协议分析[J]. 胡文基,徐明伟. 北京邮电大学学报. 2006(S1)
[5]DELIC:一种高效节能的与节点位置无关的传感器网络覆盖协议[J]. 毛莺池,刘明,陈力军,陈道蓄,谢立. 计算机研究与发展. 2006(02)
[6]无线传感器网络的LEACH算法的改进[J]. 吴臻,金心宇. 传感技术学报. 2006(01)
博士论文
[1]无线传感器网络安全数据融合关键技术的研究与应用[D]. 马腾.北京交通大学 2016
[2]无线传感器网络高效持续数据收集技术研究[D]. 刘志丹.浙江大学 2014
硕士论文
[1]无线传感器网络安全数据融合方案研究[D]. 张乾.南京邮电大学 2017
[2]基于LEACH协议的簇头选举及优化组网的算法研究[D]. 文章.哈尔滨商业大学 2017
[3]基于LEACH和HEED的WSN路由协议研究与改进[D]. 王盼.北方民族大学 2017
[4]无线传感器网络安全路由协议研究[D]. 黄妙媛.东华大学 2017
[5]基于地理位置的WSN安全路由协议的研究[D]. 苗卓.沈阳理工大学 2017
[6]基于粗糙C-均值聚类的WSN能量均衡路由算法研究[D]. 严静静.南京邮电大学 2016
[7]无线传感器网络低能耗安全路由协议的研究[D]. 贺敏.湖南大学 2015
[8]无线传感器网络安全数据融合方案研究[D]. 杨文文.哈尔滨工程大学 2014
[9]基于分簇的无线传感器网络的安全路由算法研究[D]. 陈玉娇.西南交通大学 2013
[10]无线传感器网络高效节能成簇路由算法研究[D]. 窦强.电子科技大学 2013
本文编号：3670835
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