无线传感器网络虫洞攻击探测研究

发布时间：2017-04-03 14:11

  本文关键词：无线传感器网络虫洞攻击探测研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是计算机网络方向的一个研究热点。与有线网络不同,无线传感网络的资源非常有限,并且网络动态性较强。源于此,适用于有线网络上的基于密码学的安全技术不能直接移植于无线传感网络之上。在无线传感网络所面临的这些安全问题中,最引人关注的一大安全问题被称为虫洞攻击。在虫洞攻击中,敌手通过一条高速的链接通道将数据包转发给距离很远的节点,从而达到吸引大量网络流量的目的。由于虫洞敌手掌握了网络里的大量流量,他就可以针对网络实施大量其他的攻击,如窃取信息、丢弃数据包、篡改数据包内容等。目前已知的虫洞攻击探测方案,诸如Time-bounding、物理位置定位、邻接表收集等方法,存在精确时间同步、需要额外的定位算法或硬件、较大的额外通信开销和不能检测可以自适应调整攻击策略的主动敌手等问题,因而不具有实用性。结合无线传感器网络的特点,我们提出了一个基于拓扑的、被动实时虫洞攻击探测方案,它的实现基于虫洞攻击的主要特征:大量吸引网络流量和显著缩短平均网络路径。该方案采用轻量级的安全拓扑收集算法实时获取传感器网络的部分拓扑信息,即通过增加极少量额外通信和计算负荷获取网络拓扑部分信息,并实时监测网络的拓扑变化。在获得网络拓扑后,方案针对虫洞攻击的主要特征对网络是否发生虫洞攻击进行实时分析和判断,当确定网络中发生了虫洞攻击之后,进而对定位出虫洞节点。由于虫洞敌手可能隐藏自己的位置,所以方案的定位目标是最终定位到虫洞节点本身或其合法邻居。总之,我们的方案只需要网络中的路由信息就能探测到主动敌手,并不需要任何额外的硬件或者较强的假设。在实验中,我们在25*25的方形网格内随机部署100~500个节点数量范围内的不同规模的无线传感网络,从方案的有效性和方案的实时性对方案进行了综合评估。实验结果和分析证明我们的方案是一个轻量级的、低漏报率的、可扩展的、实时虫洞探测方案。
【关键词】：无线传感器网络 虫洞攻击 被动检测
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN915.08
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题背景9-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.3 研究内容和目标15-16
• 1.4 方案创新点16-18
• 1.5 论文组织18-19
• 第二章 传感器网络相关知识概述19-27
• 2.1 无线传感器网络介绍19-21
• 2.2 传感器网络应用场景21-23
• 2.2.1 军事上的应用21-22
• 2.2.2 环境监测上的应用22
• 2.2.3 后勤服务上的应用22-23
• 2.2.4 以人为中心的应用23
• 2.3 传感器网络相关研究问题概述23-26
• 2.3.1 节点工程相关问题23-24
• 2.3.2 节点覆盖问题24
• 2.3.3 节点定位问题24-25
• 2.3.4 网络路由问题25
• 2.3.5 网络时钟同步问题25
• 2.3.6 WSN相关安全问题25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 虫洞攻击探测方案27-57
• 3.1 虫洞攻击描述27-28
• 3.2 敌手模型和分类28-30
• 3.3 系统模型和方案设计目标30-34
• 3.3.1 系统模型31-32
• 3.3.2 方案设计目标32-34
• 3.4 方案架构概述34-35
• 3.5 方案详细介绍35-48
• 3.5.1 安全拓扑收集算法35-43
• 3.5.2 虫洞攻击探测和定位算法43-48
• 3.6 方案分析48-56
• 3.6.1 有效性分析48-51
• 3.6.2 安全性分析51-54
• 3.6.3 目标分析54-56
• 3.7 本章小结56-57
• 第四章 实验评价57-85
• 4.1 实验设计57-59
• 4.1.1 实验平台57
• 4.1.2 节点部署57-58
• 4.1.3 虫洞攻击方案58-59
• 4.2 评价标准59-60
• 4.2.1 方案有效性评价59-60
• 4.2.2 方案实时性评价60
• 4.3 实验流程介绍60
• 4.4 实验结果及分析60-83
• 4.4.1 网络状态信息介绍60-64
• 4.4.2 虫洞攻击方案结果详解64-79
• 4.4.3 结果分析和比对79-83
• 4.5 结论83-84
• 4.6 本章小结84-85
• 第五章 总结与展望85-87
• 5.1 总结85-86
• 5.2 不足与展望86-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-94
• 攻读硕士学位期间取得的成果94-95

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 肖璐;朱永华;沈熠;;水下传感器网络的虫洞攻击模拟[J];计算机工程与设计;2013年04期

2 李宗海;柳少军;王燕;魏川博;;无线传感器网络中的虫洞攻击防护机制[J];计算机工程与应用;2012年27期

3 董晓梅;杨洁;;一种无线传感器网络中的虫洞攻击检测算法[J];东北大学学报(自然科学版);2012年09期

4 冯聪;赵炜;杨余旺;;一种针对虫洞攻击的安全路由方法[J];计算机工程;2013年09期

5 吕兆辉;张红梅;郭远洋;;基于跳数的防御无线传感器网络中虫洞攻击方案[J];单片机与嵌入式系统应用;2013年04期

6 张杰;胡向东;;无线传感器网络中的虫洞攻击和防御[J];通信技术;2008年08期

7 周明伟;刘渊;;WSNs中DV-hop定位算法的安全增强研究[J];计算机工程与应用;2014年13期

8 明廷堂;吴绍兴;;一种用于ad-hoc网络路由协议虫洞攻击的检测机制[J];河南大学学报(自然科学版);2012年03期

9 杨姣;王东;;基于RTT的统计分析方法检测与防御虫洞攻击[J];计算机系统应用;2011年06期

10 周龙飞;王潜平;;Ad Hoc网络下虫洞攻击的检测方法[J];电脑知识与技术;2008年15期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 鲁晓佩;无线传感器网络拓扑压缩技术研究[D];国防科学技术大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 罗国星;无线传感器网络虫洞攻击探测研究[D];电子科技大学;2015年

2 张强;无线传感器网络虫洞攻击检测方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

3 魏博;无线传感器网络中虫洞攻击检测算法的研究[D];东北大学;2011年

4 袁江;无线传感网络的虫洞攻击防御方法研究[D];华中科技大学;2013年

5 宁学侃;水下传感器网络中虫洞攻击检测与防御研究[D];吉林大学;2014年

6 吴雷;Ad hoc网络虫洞攻击检测方法研究[D];南京邮电大学;2014年

7 张红江;恶意攻击背景下的WSN安全定位算法研究[D];西南交通大学;2014年

8 陈鸿龙;无线传感器网络安全定位技术的研究[D];浙江大学;2008年

9 杨姣;移动Ad Hoc网络中虫洞攻击检测方法的研究[D];湖南大学;2011年

10 厉恩龙;WSN中基于连通性信息的虫洞攻击检测算法的研究[D];东北大学;2011年

  本文关键词：无线传感器网络虫洞攻击探测研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：284447