无线传感器网络中的入侵检测技术研究

发布时间：2017-06-22 19:02

  本文关键词：无线传感器网络中的入侵检测技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现如今,无线传感器网络已经被应用于很多特殊场景,如军事、工业、环境检测、医疗健康等。它由大量传感器节点自组织形成,而这些节点自身资源的限制和应用场景的不稳定性等因素使得网络很容易受到来自很多方面的安全威胁,为此安全已成为制约无线传感器网络正常工作的重要障碍。近年来,入侵检测技术已经成为保障无线传感器网络安全的关键技术,本文的主要研究内容是网络物理层攻击的入侵检测技术,主要包括基于几何思想、博弈论方法、数理统计学、数据挖掘理论以及密钥思想等几种检测方法。针对Sinkhole攻击、虫洞攻击、拒绝服务攻击和洪泛攻击这几种较为常见且危害性较大的恶意攻击,提出了两种新型入侵检测机制:(1)发起Sinkhole攻击的恶意节点通常在Sink节点附近,通过散播具有高能链路的虚假消息吸引邻居节点及其周围节点的数据包,形成一个较大的漩涡,利用该漩涡内的数据流量明显较大并且恶意节点数据包转发率较低的特征提出一种基于数据流量的检测算法。此外利用虫洞攻击与Sinkhole攻击的相似性,将该算法用于虫洞攻击的检测,实验证明该算法对这两种攻击的检测都具有较高的检测率,且计算复杂度较小,适用于多种无线传感器模型,完成检测需要消耗较少的能量,大大地延长了网络寿命。(2)提出一种基于节点剩余能量的检测协议,用来检测Sinkhole攻击、拒绝服务攻击和洪泛攻击,这三种恶意攻击的攻击者通常需要收发较多数量的数据包,导致能量消耗加快。该检测机制定义了节点的剩余能量信任值和节点某种行为特征的率值,两者加权得到节点的信任值,通过对节点信任值的不断更新来检测出恶意节点,仿真数据显示,该算法对恶意节点的检测率趋于97%,同时误检率低于10%,消耗的能量也明显较少,是一种高性能的入侵检测算法。
【关键词】：无线传感器网络 安全问题 入侵检测技术 攻击检测 数据流量 转发率 剩余能量信任值
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【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
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景及意义14-15
• 1.2 无线传感器网络概述15-19
• 1.2.1 无线传感器网络的结构和工作原理15-16
• 1.2.2 支撑技术16-18
• 1.2.3 无线传感器网络的应用18-19
• 1.3 论文的组织结构19-22
• 第二章 无线传感器网络中的安全问题和入侵检测技术22-34
• 2.1 无线传感器网络的特点22-23
• 2.2 无线传感器网络中的安全需求23
• 2.3 无线传感器网络中存在的安全问题23-25
• 2.4 对无线传感器网络中的入侵检测技术研究25-34
• 2.4.1 入侵检测技术的研究方向25-26
• 2.4.2 入侵检测原理26
• 2.4.3 入侵检测技术研究26-31
• 2.4.4 入侵检测技术面临的挑战31-34
• 第三章 利用数据包流量对Sinkhole攻击的一种检测机制34-46
• 3.1 引言及相关工作34-35
• 3.2 DFFR算法的基本思想35
• 3.3 利用DFFR算法对Sinkhole攻击的检测35-39
• 3.3.1 适用的WSNs模型35-36
• 3.3.2 监测阶段36-37
• 3.3.3 分析阶段37-38
• 3.3.4 决策阶段38-39
• 3.4 利用DFFR算法对虫洞攻击的检测（DFSH算法）39-40
• 3.4.1 检测原理39
• 3.4.2 检测过程39-40
• 3.5 仿真结果40-46
• 3.5.1 仿真参数与场景分析40-41
• 3.5.2 结果分析41-46
• 第四章 基于信任值的一种入侵检测算法46-56
• 4.1 引言及相关工作46-47
• 4.2 网络基本模型47
• 4.3 对恶意攻击的检测机制47-51
• 4.3.1 相关定义47-48
• 4.3.2 入侵检测算法IDTV的提出48
• 4.3.3 检测恶意节点的步骤48-51
• 4.4 算法性能分析51-56
• 4.4.1 场景与仿真参数设置51
• 4.4.2 仿真结果和分析51-56
• 第五章 总结和展望56-58
• 5.1 论文总结56
• 5.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-64
• 作者简介64-65

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 夏俐,陈曦,赵千川,江永亨,管晓宏;无线传感器网络及应用简介[J];自动化博览;2004年01期

2 孙雨耕,张静,孙永进,房朝晖;无线自组传感器网络[J];传感技术学报;2004年02期

3 夏俐;陈曦;赵千川;江永亨;管晓宏;;无线传感器网络及应用简介[J];自动化博览;2005年S2期

4 庄庆德;传感器网络的研究现状[J];国外电子测量技术;2005年04期

5 谢洁锐;胡月明;刘才兴;刘兰;;大田监测中无线传感器网络的部署[J];现代计算机;2006年03期

6 李小遐;刘瑞霞;;一种无线传感器网络的设计[J];自动化技术与应用;2006年04期

7 吴春婧;郑明春;秦继林;;无线传感器网络协议研究[J];计算机技术与发展;2006年08期

8 徐勇军;杨宇;;无线传感器网络的发展[J];电子产品世界;2006年19期

9 ;坚固的无线传感器网络适合苛刻的工业环境[J];电子设计技术;2006年09期

10 马华东;陶丹;;多媒体传感器网络及其研究进展[J];软件学报;2006年09期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 彭政;魏巍;罗相根;罗永健;;无线传感器网络中传感器数量的选择方法[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年

2 程时端;;传感器网络[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2004年年会论文集[C];2004年

3 杨曼;;无线传感器网络对抗[A];四川省电子学会情报专业委员会学术交流会论文集[C];2006年

4 阚凤龙;徐自文;陈楠;左传文;;无线传感器网络的应用及其发展研究[A];第九届沈阳科学学术年会论文集（信息科学与工程技术分册）[C];2012年

5 贾杰;赵林亮;常桂然;;面向异构传感器网络的高能效覆盖控制[A];中国通信学会第六届学术年会论文集（下）[C];2009年

6 冯健昭;肖德琴;肖克辉;李就好;;基于谓词的水质传感器网络采样整合优化算法[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会（CSAE 2009）论文集[C];2009年

7 唐云龙;;无线传感器网络系统实验分析[A];工程设计与计算机技术：第十五届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2010年

8 杜景林;陈力军;谢立;;无线传感器网络与互联网集成体系结构[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2008年

9 李新;田斌;辛阳;陈林顺;;传感器网络中基于音频的异常事件检测方法[A];中国电子学会第十七届信息论学术年会论文集[C];2010年

10 刘昊;;面向电子智能服装的人体无线传感器网络构建[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 罗清岳;让无线传感器网络走入生活[N];电子资讯时报;2007年

2 ;多媒体传感器网络[N];中国计算机报;2006年

3 美国专利律师 谭文晔　薛之扬;无线传感器网络技术专利分析[N];科技日报;2010年

4 本报记者 赵建国;无线传感器网络改变未来世界[N];中国知识产权报;2011年

5 樊哲高;我国传感器网络标准工作取得新进展[N];中国电子报;2012年

6 本报记者 王博;传感器网络标准取得新进展[N];计算机世界;2012年

7 温雅路;利用无线传感器网络提高地质灾害监测能力[N];人民邮电;2008年

8 林宗辉;ZigBee无线传感器网络解决方案[N];电子资讯时报;2007年

9 赛迪顾问信息产业研究中心高级咨询师 王坤;国内外物联网技术研究进展[N];通信产业报;2009年

10 本报记者 张彤;物物之连[N];网络世界;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 马瑞;基于小生境粒子群算法的机舱WSN目标覆盖研究[D];大连海事大学;2014年

2 李洪峻;面向入侵目标追捕的多回路无线网络控制系统设计与相关技术研究[D];国防科学技术大学;2013年

3 张德敬;基于虚拟坐标的无线传感器网络路由协议研究[D];山东大学;2015年

4 杨显辉;森林资源数据获取的移动Sink无线传感器网络可靠性研究[D];东北林业大学;2015年

5 毕冉;基于无线传感器网络的事件监测算法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 石熙;数字水印技术在无线传感器网络安全中的应用研究[D];重庆大学;2015年

7 徐力杰;低占空比传感器网络的数据传输调度问题研究[D];南京大学;2014年

8 欧阳键;面向无线传感器网络的协作传输技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

9 冯森;面向智能配用电的无线传感器网络路由优化协议研究[D];华北电力大学;2015年

10 徐毅;无线传感器网络低能耗路由协议研究[D];山东大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 胥常杰;传感器网络设计的数学模型及其应用[D];青岛大学;2010年

2 黄铮;无线传感器网络连通与覆盖的研究[D];武汉理工大学;2006年

3 马艳丽;基于无线传感器网络的瓦斯监测系统的定位技术的研究[D];燕山大学;2015年

4 吴旭东;基于ZigBee无线传感器网络的电表监控系统的设计实现[D];西南交通大学;2015年

5 刘其永;无线传感器网络节点间通信的信道均衡研究[D];海南大学;2015年

6 王慧彬;无线传感器网络拓扑优化以及容错控制算法研究[D];燕山大学;2015年

7 王龙;无线传感器网络覆盖空洞检测算法研究[D];燕山大学;2015年

8 刘晨;基于粒子群优化的无线传感器网络定位算法研究[D];昆明理工大学;2015年

9 侯文蕾;无线传感器移动节点在WSN中的定位研究[D];昆明理工大学;2015年

10 孙超;能量优化的无线传感器网络分布式滤波与融合[D];昆明理工大学;2015年

  本文关键词：无线传感器网络中的入侵检测技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：472747