数据库驱动认知无线电的网络安全研究

发布时间：2020-10-13 18:19

　　 当前固定频谱分配政策下,大部分授权用户频谱处于空闲状态,而部分频谱却越来越拥挤,已无法满足日益增长的无线用户的需求。传统认知无线电由于频谱感知成本高等原因,不易在现实中部署,因此数据库驱动认知无线电应运而生。但随之其网络安全问题越来越受到人们的关注,主要包括位置隐私泄露和GPS欺骗攻击,本文针对这两方面的安全隐患给出解决方案。在数据库驱动认知无线电网络中,认知用户通过提交自身位置信息获得可用频谱,这将导致认知用户位置的泄露。针对上述问题,本文采用布谷鸟过滤器对频谱信息进行存储。认知用户不必发送位置信息,只需查询数据库发送过来的双布谷鸟过滤器即可。由于布谷鸟过滤器本身存在误警概率,这将导致认知用户接入授权用户在线的频谱。本文采用双布谷鸟过滤器,对符合认知用户设备的可用频谱和非可用频谱分别进行存储,认知用户在可用频谱布谷鸟过滤器中获得的频谱需要在非可用频谱布谷鸟过滤器中进行一次确认。解决位置隐私泄露问题的同时避免了接入授权用户在线的频谱的风险。仿真分析表明,当可用频谱百分比为35%时,本文方案的通信开销是原布谷鸟过滤器方案的1/2。数据库和认知用户端的计算开销均在2ms以内。数据库驱动认知无线电网络中,认知用户根据位置选择可用频谱,然而GPS的脆弱性导致认知用户容易受到GPS欺骗攻击。针对这一问题,本文采用基站作为参照物为认知用户提供位置校验。数据库判断位置校验是否通过,只有通过位置校验的认知用户才为其提供可用频谱。由于固定的大小的网格可能导致认知用户获取不到位置校验,本文采用多级网格系统,提高位置校验的获得率。由于对称隐私邻近检测可能泄露认知用户的位置,本文采用非对称隐私邻近检测来保护认知用户的位置隐私。最后本文将位置校验融合到双布谷鸟过滤器隐私保护方案中,计算总体方案的计算开销,仿真分析表明总体方案数据库和认知用户的计算开销均在3ms以内。
【学位单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN925;TP311.13
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 数据库驱动认知无线电研究现状
        1.2.2 数据库驱动认知无线电网络安全研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 数据库驱动认知无线电与网络安全
    2.1 数据库驱动认知无线电
        2.1.1 数据库驱动认知无线电概述
        2.1.2 数据库驱动认知无线电的工作模式
    2.2 数据库驱动认知无线电网络安全分类
    2.3 本章小结
第3章 基于双布谷鸟过滤器的位置隐私保护方案
    3.1 改进的位置隐私保护方案
        3.1.1 布谷鸟过滤器的优缺点分析
        3.1.2 改进的双布谷鸟过滤器
    3.2 双布谷鸟过滤器方案设计
        3.2.1 假设条件和系统模型
        3.2.2 双布谷鸟过滤器方案的初始化
        3.2.3 双布谷鸟过滤器方案的实现过程
    3.3 双布谷鸟过滤器方案分析
        3.3.1 隐私保护性分析
        3.3.2 开销分析
        3.3.3 仿真与结果分析
    3.4 本章小结
第4章 抵御GPS欺骗攻击方案
    4.1 可保护隐私的快速邻近检测算法的改进
    4.2 抵御GPS欺骗攻击方案设计
        4.2.1 假设条件与系统模型
        4.2.2 抵御GPS欺骗攻击方案的初始化
        4.2.3 抵御GPS欺骗攻击方案实现过程
    4.3 抵御GPS欺骗攻击方案分析
        4.3.1 隐私安全性分析
        4.3.2 开销分析
        4.3.3 仿真与结果分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

【参考文献】

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本文编号：2839530