移动无线传感器网络安全定位算法研究

发布时间：2017-05-14 13:09

  本文关键词：移动无线传感器网络安全定位算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为一种特殊的无线传感器网络,移动无线传感器网络被广泛应用于商业、军事和医疗等领域,节点的可移动性使得无线传感器网络可以快速、机动地部署到任何需要的区域。移动无线传感器网络中节点的资源受限、无人值守、移动等特性使得其网络自身存在很大的安全隐患,节点定位技术作为移动无线传感器网络应用的一项重要支撑技术,其安全性在面临攻击时也会受到巨大的挑战,移动无线传感器网络的安全定位已成为一个不可忽视的研究课题。结合移动无线传感器网络的安全定位需求,基于对无线传感器网络定位技术和典型网络攻击模式的分析研究,本文重点研究了适用于移动无线传感器网络的安全定位算法。首先,从静态无线传感器网络和移动无线传感器网络两个方面总结了无线传感器网络定位技术和安全定位技术的研究现状,归纳了它们的局限性和不足。对两类网络的定位算法进行了分类,重点介绍了常见的定位算法及其定位性能,并分析了三种典型的网络攻击,剖析了它们的攻击实质,归纳了针对不同的定位技术所采用的攻击手段。其次,研究了基于梯度下降法的安全定位算法的原理,仿真分析了节点移动速度、攻击强度、恶意节点比例和节点数量四个参数对算法定位性能的影响,验证了该算法抵御欺骗攻击的有效性。再次,研究了抵御欺骗攻击的安全MCL算法的原理,分析了欺骗攻击对MCL算法性能的影响,从定位误差和定位率两个方面仿真分析了节点移动速度、锚节点密度、盲节点密度等参数对算法定位性能的影响,指出SecMCL算法并不能有效改善攻击时的定位误差,但能使定位率恢复到未受攻击时的正常值。接着,针对移动无线传感器网络定位面临虫洞攻击的问题,本文首次详细分析了虫洞攻击对MCL算法的影响,并在此基础上提出了一种抵御虫洞攻击的安全MCL算法—DewormMC L。该算法利用节点的移动性有效识别锚节点信息,剔除掉伪锚节点信息,且不需要额外的硬件支持,也不会增加通信开销。本文仿真分析了节点移动速度、锚节点密度、盲节点密度和通信半径不规则度四个参数对算法定位性能的影响,仿真结果表明DewormMCL算法能有效抵御虫洞攻击。最后,本文对开展的各项工作进行了总结,并指出了进一步研究的方向和建议。
【关键词】：移动无线传感器网络 安全定位 欺骗攻击 虫洞攻击
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.08;TP212.9
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题的研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 无线传感器网络定位技术12-13
• 1.2.2 无线传感器网络安全定位技术13-15
• 1.3 研究内容与结构安排15-17
• 第2章 无线传感器网络安全定位基础17-30
• 2.1 静态无线传感器网络定位技术17-22
• 2.1.1 基于测距的定位技术17-20
• 2.1.2 无须测距的定位技术20-22
• 2.2 移动无线传感器网络定位技术22-25
• 2.2.1 全部节点都使用锚节点的定位22
• 2.2.2 部分节点使用锚节点的定位22-25
• 2.2.3 不需要使用锚节点的定位25
• 2.3 无线传感器网络安全定位25-29
• 2.3.1 常见攻击模型及其对定位的影响25-28
• 2.3.2 安全定位的基本方法28-29
• 2.3.3 安全定位性能评价指标29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 抵御欺骗攻击的MWSN安全定位算法研究30-47
• 3.1 基于梯度下降法的安全定位算法30-37
• 3.1.1 网络模型30
• 3.1.2 欺骗攻击模型30-31
• 3.1.3 算法原理31-33
• 3.1.4 性能评价标准33
• 3.1.5 仿真与性能分析33-37
• 3.2 SecMCL算法37-46
• 3.2.1 网络模型37-38
• 3.2.2 欺骗攻击模型38
• 3.2.3 欺骗攻击对MCL性能影响分析38-39
• 3.2.4 算法原理39-41
• 3.2.5 性能评价标准41
• 3.2.6 仿真与性能分析41-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第4章 抵御虫洞攻击的安全MCL算法研究47-58
• 4.1 检测与抵御虫洞攻击的方法47
• 4.2 虫洞攻击模型47-48
• 4.3 网络模型48
• 4.4 虫洞攻击对MCL性能的影响48-51
• 4.5 抵御虫洞攻击的MCL算法51-53
• 4.5.1 DewormMCL算法描述51
• 4.5.2 两个具体问题51-53
• 4.6 仿真与性能分析53-57
• 4.7 本章小结57-58
• 结论与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 陈晶晶;刘萍;;移动无线传感器网络中节点自定位算法研究[J];中兴通讯技术;2012年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 邓晓明;移动无线传感器网络复制节点攻击检测协议的研究[D];中国科学技术大学;2011年

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本文编号：365247