WSN中基于时间信道的溯源数据安全节能传输

发布时间：2017-08-17 22:21

  本文关键词：WSN中基于时间信道的溯源数据安全节能传输

  更多相关文章： 流数据 无线传感器网络 溯源信息 连续数据包间时间间隔

【摘要】：在无线传感器网络(WSN)中,溯源数据(Provenance)是评估数据可信性的重要依据之一。Provenance记录了数据包从生成至被传送到基站(BS)过程中途经的所有节点以及在这些节点上对数据的相关操作。随着数据包传输路径长度的增加,Provenance的数据量会迅速膨胀。对于存储能力和通信能力均受限的WSN节点而言,难以实现Provenance节能安全传输。有鉴于此,本文实现了一种利用时间信道传输Provenance的方法,即运用数据包传输时间变化构建传输Provenance的时间信道,有效利用时间信道在通信过程中节能、隐蔽的优点。本文的主要工作包括以下几点:(1)在具有连续数据包流的WSN环境下,实现了由美国普渡大学Salmin等人设计的基于时间信道的Provenance传送方法,该方法利用数据包间间隔的时间变化来隐藏Provenance,这不仅能有效利用时间信道节省能量的特性,而且能提高Provenance传输的隐蔽性;(2)在此基础上,针对BS收到的时间间隔序列,设计了相应的时间间隔校正方法,通过该方法可有效减少网络传输过程中时延抖动对包间间隔的干扰,提高Provenance解码的准确率;(3)根据DSSS扩频传播原理,设计了针对于校正后的时间间隔序列的Provenance解码方法。由于网络攻击等因素的干扰,数据接收终端收到的数据和数据源发送的原始数据之间存在偏差,所以本文还给出Provenance解码阀值和Provenance解码错误率的关系,证明了存在一个最优阀值能将Provenance的解码错误率降到最低;(4)对本文方法的时间复杂度、空间复杂度进行了系统的分析,并从内部攻击和外部攻击两方面详细分析了本文方法的安全性;(5)通过TinyOS仿真实验以及Zigbee硬件实验共同检验本文方法的可行性及其性能。
【关键词】：流数据 无线传感器网络 溯源信息 连续数据包间时间间隔
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题研究背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 国内研究现状10-12
• 1.2.2 国外研究现状12-15
• 1.3 论文的主要工作和创新点15-17
• 第二章 Provenance的系统模型与相关技术17-26
• 2.1 WSN与Provenance的形式化模型17-21
• 2.1.1 WSN网络模型18-19
• 2.1.2 数据模型19-20
• 2.1.3 Provenance模型20-21
• 2.2 IP时间隐通道21-22
• 2.3 数字水印技术22
• 2.4 基于时间信道的Provenance传输方法22-23
• 2.5 DSSS直接序列扩频系统23-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 基于IPDs的Provenance方法26-39
• 3.1 Provenance的编码过程26-30
• 3.1.1 生成时间间隔序列27-28
• 3.1.2 选择时间间隔序列28
• 3.1.3 加入时间间隔序列28-30
• 3.2 基于IPDs时间信道的Provenance传输30-31
• 3.3 Provenance的解码过程31-38
• 3.3.1 IPDs的校正32-34
• 3.3.2 Provenance解码34-36
• 3.3.3 最优阀值的讨论36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 性能分析39-48
• 4.1 Provenance编码与解码的时间复杂度39-40
• 4.2 空间复杂度40
• 4.3 安全性分析40-47
• 4.3.1 外部攻击42-45
• 4.3.2 内部攻击45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 实验测试与分析48-53
• 5.1 仿真48-50
• 5.1.1 实验环境48
• 5.1.2 实验结果与分析48-50
• 5.2 硬件实验50-52
• 5.2.1 实验环境50-51
• 5.2.2 实验结果与分析51-52
• 5.3 本章小结52-53
• 第六章 总结和展望53-56
• 6.1 工作总结53-54
• 6.2 研究展望54-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-61
• 在读期间所发表的论文61

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本文编号：691406