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水下无线通信网络安全关键技术研究 摘要 研制低成本、高能效、高可靠性、高安全性的水下无线通信网络对于海洋环 境监控、海洋资源开发等研究领域具有重要的理论意义和经济价值。由于受自身 特性限制和水声通信环境制约，，水下无线通信网络面临各种威胁和攻击，然而现 有的水下通信研究多以节省能耗、延长网络寿命为出发点，忽视了潜在的安全问 题。因此，研究现有水下无线通信技术存在的安全隐患，针对其面临的安全威胁 和安全需求，设计适用于水下无线通信网络的安全技术和安全体系，具有重要的 意义。本文对水下无线通信网络的若干安全关键技术进行了研究，并提出了一种 适用于水下无线通信网络的安全体系。本文的主要研究内容包括： 1 研究了现有水下无线通信技术存在的安全隐患，并对现有水下安全技术 进行了简要介绍。对各种攻击和安全威胁进行了相应研究，分析了各种攻击的特 点及防御技术。根据水下无线通信网络的安全需求，提出了一种适用于水下分簇 拓扑结构无线通信网络的安全体系，该安全体系由基于分簇拓扑的安全管理机制， 基于能量和信任的安全成簇策略和基于分簇的安全MAC协议组成。 2 提出了一种基于分簇拓扑的安全管理机制，该机制主要包括：分级混合 加密机制、分级混合密钥管理机制、分级信任管理机制和基于信任的恶意节点检 测机制。分级混合加密机制将加密体系分为簇内通信加密和簇问通信加密，簇内 通信加密采用对称加密机制，簇问通信加密采用混合加密机制；分级混合密钥管 理机制将密钥管理体系分为簇内密钥管理和簇间密钥管理，综合采

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