基于分簇结构的无线传感器网络入侵检测的研究

发布时间：2017-05-01 04:01

  本文关键词：基于分簇结构的无线传感器网络入侵检测的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着物联网的日益发展进步,其中的无线传感器网络已经成为当今的研究热门之一,并且越来越广泛的被应用到实际的生产生活当中。但是由于无线传感器网络的独特性质,例如：物理节点暴露缺少相应的物理保护,使其更容易遭到破坏,节点能量有限等,这就导致了无线传感器网络面临比传统无线网络更加严峻的安全挑战。因此,无线传感器网络的一个重要的研究方向便是网络安全。由于无线传感器网络存在的一些特殊性,目前一些比较成熟的无线网络的入侵检测技术已经无法满足其对安全性的要求。现在,虽然取得了一些对无线传感器网络入侵检测研究的阶段性成果,但大多数还是只针对某一方面进行研究,相对比较片面,并没有全面的考虑各层数据源的影响,而且没有注意到节点在进行分析检测时的耗能问题,导致其入侵检测的准确率并不是很高。在本文中针对无线传感器网络节点能量有限,检测准确率低下的问题,根据现有的分簇算法,提出了根据节点的位置划分成簇并在成簇的过程中考虑传感器节点的剩余能量以及簇头与非簇头之间的距离从而选出最合适的簇头节点,从而大大减少了网络耗能,延长了节点的生命周期。并在分簇的基础上,提出了一种入侵检测模型,将节点行为信息分为簇内节点信息和簇外节点信息,当潜伏在网络内部的节点有异常行为发生时,先通过簇内节点信息进行检测,当不确定该节点异常行为是否是恶意攻击时,簇内的簇头会和周围相邻的簇头进行信息交换,通过簇头间的合作检测,从而确定该节点的异常行为是否为恶意攻击,系统据此可以及时的做出响应处理,从而保证无线传感器网络的正常运行。仿真结果表明,引入改进的分簇算法,减少了节点耗能,延长了网络寿命,簇内外合作检测模型,可以提供比较高的检测准确率本文的主要研究包括以下内容：首先,介绍了无线传感器网络的基本概念、特征等,并介绍了与之相关的分簇算法的基本知识以及入侵检测的相关理论。其次,具体介绍了几种典型的分簇算法,提出了一种改进的算法,主要体现在根据最优簇头数公式将整个网络划分成簇并在成簇的过程中考虑传感器节点的剩余能量以及簇头与非簇头之间的距离从而选出簇头的分簇算法。再次,在基于分簇结构的基础上,提出了一种改进的入侵检测模型,并对检测模型的结构,算法和检测机制进行了详细的介绍。最后,通过对模型进行仿真实验测试,得出仿真数据,并对数据进行分析,得出最后的实验结果。
【关键词】：无线传感器网络 网络安全 入侵检测 分簇算法 节能
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN915.08
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题的研究背景及意义7
• 1.2 国内外研究现状7-11
• 1.2.1 国外研究现状简介8-9
• 1.2.2 国内研究现状简介9-10
• 1.2.3 国内外研究现状分析10-11
• 1.3 本文的主要研究内容11
• 1.4 本文的组织结构11-12
• 1.5 本章小结12-13
• 第二章 相关理论知识基础13-29
• 2.1 无线传感器网络13-22
• 2.1.1 无线传感器网络的概念13-14
• 2.1.2 无线传感器网络的特征14-15
• 2.1.3 无线传感器网络的应用15-18
• 2.1.4 无线传感器网络的入侵攻击18-22
• 2.2 分簇算法22-24
• 2.2.1 分簇的定义22
• 2.2.2 分簇的优势22-23
• 2.2.3 分簇算法的性能评价23-24
• 2.3 入侵检测技术24-28
• 2.3.1 入侵检测概述24
• 2.3.2 入侵检测系统24-25
• 2.3.3 入侵检测流程25-27
• 2.3.4 无线传感器网络中的入侵检测27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 基于节点位置的分簇算法29-39
• 3.1 几种典型分簇算法简介29-31
• 3.1.1 LEACH分簇算法29
• 3.1.2 HEED分簇算法29-30
• 3.1.3 TEEN分簇算法30
• 3.1.4 GAF分簇算法30-31
• 3.2 基于节点位置的分簇算法31-37
• 3.2.1 模型假设及定义31-32
• 3.2.2 算法描述32-34
• 3.2.3 实验仿真与分析34-37
• 3.3 本章小结37-39
• 第四章 基于分簇结构的无线传感器网络入侵检测系统模型39-48
• 4.1 网络假设39
• 4.2 模型结构39-44
• 4.2.1 数据信息收集模块40-41
• 4.2.2 簇内检测模块41-42
• 4.2.3 合作检测模块42-43
• 4.2.4 响应模块43-44
• 4.3 检测算法44-46
• 4.4 检测机制46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 仿真实验与分析48-55
• 5.1 NS2仿真软件简介48-50
• 5.1.1 NS2概述48-49
• 5.1.2 NS2的仿真机制49
• 5.1.3 NS2的仿真流程49-50
• 5.2 实验仿真与结果分析50-53
• 5.2.1 实验设置50-51
• 5.2.2 仿真结果与分析51-53
• 5.3 本章小结53-55
• 第六章 总结与展望55-57
• 6.1 论文工作总结55
• 6.2 后续研究与展望55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 作者简介62
• 攻读硕士学位期间研究成果62-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 刘宁;赵建华;;基于生物免疫的无线传感器网络入侵检测系统[J];桂林电子科技大学学报;2011年02期

2 金波,林家骏,王行愚;入侵检测技术评述[J];华东理工大学学报;2000年02期

3 韩志杰;张玮玮;陈志国;;基于Markov的无线传感器网络入侵检测机制[J];计算机工程与科学;2010年09期

4 俞波;杨珉;王治;高传善;;选择传递攻击中的异常丢包检测[J];计算机学报;2006年09期

5 刘宁;范训礼;赵建华;;一种无线传感器网络入侵检测系统模型[J];西南科技大学学报;2009年01期

  本文关键词：基于分簇结构的无线传感器网络入侵检测的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：338146