基于信任模型的无线传感器网络用户认证研究

发布时间：2017-08-27 21:15

  本文关键词：基于信任模型的无线传感器网络用户认证研究

  更多相关文章： 无线传感器网络 安全 信任模型 用户认证 BAN逻辑

【摘要】：在当前无线传感器网络安全方面的研究中,研究人员主要关注传感器节点之间的安全问题,而疏于对外部用户访问传感器内部节点的安全问题的研究,但是随着无线传感器网络应用的越来越广泛,用户必须方便快捷地通过终端设备访问网络数据从而获得传感器节点所感知的重要信息。为了使得仅授权用户有权访问网络数据,用户认证技术成为了研究的热点。传统的用户认证方案只进行用户账户、密码的认证,却很少考虑传感器节点身份的真实性。但是随着网络中的攻击手段的多样化,传感器节点很容易受到攻击而妥协,从而威胁到整个认证过程。本课题通过比较几种改进的用户认证方案,发现使用ECC的用户认证方案会更适合无线传感器网络,同时为了提高用户认证的安全性,在方案中加入用户生物特征和节点信任度。该方案可以防止非法用户登录网络,同时可以提高用户收集数据的可靠性。本研究的主要研究成果如下：无线传感器网络会受到很多因素的影响,包括无线链路干扰,缺乏物理保护等,使其对于恶意节点的攻击显得很脆弱,从而成为妥协节点。为了解决这些网络安全问题,文中提出一种基于优化蚁群算法的信任模型。这个模型由信息素更新、路径质量评估、信任度评估和惩罚与奖励机制构成。此外,为了提高全局信息素计算的准确性,在计算全局信息素时引入了最优解保留策略。仿真结果表明,该信任模型具有更高的性能和可靠性,更加适合无线传感器网络。此外,结合已设计的信任模型,提出一种基于信任模型、椭圆曲线加密算法和生物特征的无线传感器网络用户认证协议。通过安全性分析,提出的用户认证协议满足密钥协商正确性、机密性并实现用户、网关节点和传感器节点三者的交互认证。此外,提出的用户协议可以灵活地应对大量已知的攻击。通过性能分析,提出的用户认证协议与Yeh提出的方案性能相似,但比Yoo提出的方案性能更好。因此,提出的用户认证协议适合无线传感器网络。
【关键词】：无线传感器网络 安全 信任模型 用户认证 BAN逻辑
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 无线传感器网络的机遇与挑战12
• 1.2 无线传感器网络的结构12-14
• 1.2.1 网络结构12-13
• 1.2.2 节点内部结构13-14
• 1.3 无线传感器网络的应用14-15
• 1.4 本文所做的主要工作15-16
• 1.5 论文组织结构16-17
• 第二章 无线传感器网络的安全17-24
• 2.1 无线传感器网络的缺陷17
• 2.2 无线传感器网络的安全需求17-19
• 2.3 无线传感器网络面临的典型攻击19-21
• 2.3.1 节点妥协19-20
• 2.3.2 选择性转发20
• 2.3.3 无线电干扰20
• 2.3.4 污水池攻击20-21
• 2.3.5 女巫攻击21
• 2.3.6 虫洞攻击21
• 2.4 无线传感器网络的安全技术21-23
• 2.4.1 密钥管理21-22
• 2.4.2 安全路由22
• 2.4.3 数据安全集成22
• 2.4.4 入侵检测22
• 2.4.5 信任管理22
• 2.4.6 用户认证22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 无线传感器网络用户认证研究24-35
• 3.1 用户认证面临的典型攻击24-26
• 3.2 无线传感器网络用户认证方案的特性26-27
• 3.3 典型的用户认证的方案27-34
• 3.3.1 Yeh的方案回顾27-31
• 3.3.2 Yoo的方案回顾31-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 无线传感器网络基于蚊群算法的信任模型35-43
• 4.1 引言35
• 4.2 无线传感器网络信任模型分类35-36
• 4.3 无线传感器网络信任模型的研究36-37
• 4.4 蚁群算法37
• 4.5 无线传感器网络基于优化蚁群算法的信任模型37-40
• 4.5.1 信息素的更新37-39
• 4.5.2 路径质量评估39
• 4.5.3 信任度评估39
• 4.5.4 奖励与惩罚机制39-40
• 4.6 信任模型分析40-42
• 4.6.1 TRMSim-WSN40
• 4.6.2 准确率40-41
• 4.6.3 能量消耗41
• 4.6.4 平均路径长度41-42
• 4.7 本章小节42-43
• 第五章 无线传感器网络用户认证方案设计43-54
• 5.1 注册阶段43-44
• 5.2 登录阶段44
• 5.3 认证阶段44-45
• 5.4 密码更新阶段45-47
• 5.5 安全性分析47-53
• 5.5.1 BAN逻辑分析提出的协议47-51
• 5.5.2 其他安全性分析51-53
• 5.6 性能分析53
• 5.7 本章小结53-54
• 第六章 总结和展望54-56
• 6.1 论文总结54-55
• 6.2 研究展望55-56
• 参考文献56-62
• 攻读学位期间参与的科研项目62
• 攻读学位期间发表的学术论文目录62-63
• 致谢63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;坊火墙用户认证——谈龙马卫士防火墙用户认证技术[J];中国计算机用户;2003年14期

2 朱学芳;黄奇;马仁配;;基于语音识别的用户认证系统设计及其在电子商务中的应用[J];情报科学;2007年08期

3 瞿芳;;一种基于超椭圆曲线的用户认证方案[J];福建电脑;2007年09期

4 蔡颖;;企业用户认证中心及其应用[J];中国电力教育;2008年S2期

5 秦拯,符云清,王康,吴中福;Internet/Intranet环境下强用户认证研究[J];计算机应用;1999年S1期

6 孙树峰,石兴方,顾君忠;关于802.1x协议的攻击研究[J];网络安全技术与应用;2002年10期

7 刘春,熊前兴,孟博;用户认证模型的设计与实现[J];交通与计算机;2004年04期

8 张明;;一种改进的动态用户认证协议[J];电子科技;2011年06期

9 钟良侃;;一种模块化用户认证服务的设计与实现[J];中国教育信息化;2012年03期

10 秦拯,付勇,吴中福,王康,周兵;Internet/Intranet环境下的交互式强用户认证系统[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年03期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 武威;于蓉蓉;朱春梅;张慧媛;刘立军;路晓明;;移动通信网络中用户认证的研究[A];2007年中国通信学会“移动增值业务与应用”学术年会论文集[C];2007年

2 李樱;隋爱娜;赵大川;王永滨;;支持互操作和隐私保护的统一用户认证平台[A];全国计算机安全学术交流会论文集（第二十三卷）[C];2008年

3 李泽强;杨君蔚;陈子建;吴德柱;谭晟中;;SMG数字化网络新闻共享平台统一用户认证与授权的实现[A];中国电影电视技术学会影视技术文集[C];2007年

4 杨晨;马文平;王新梅;;基于智能卡的用户认证访问控制方案[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（下）[C];2006年

5 陈昀;朱爱群;孟洁;;Linux集中式用户认证和云存储在教学上的应用[A];中国职协2013年度优秀科研成果获奖论文集（下册）[C];2013年

6 李欣;沈寒辉;;一种基于SIM卡的windows mobile双因素用户认证技术[A];全国计算机安全学术交流会论文集（第二十三卷）[C];2008年

7 颜菲;王志英;戴葵;任江春;;对TNC规范的分析与改进研究[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用（CACIS）学术会议论文集（下册）[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 康威 李凯;统一用户认证和单点登录解决方案[N];计算机世界;2005年

2 本报记者 宋丽娜;RSA帮你把好认证关[N];网络世界;2004年

3 刘宏伟;身份认证是最基本的安全[N];中国计算机报;2003年

4 高岚;掌上电脑安个身份[N];中国计算机报;2002年

5 高;RSA新方案推动移动用户身份认证[N];中国计算机报;2002年

6 商波;一个萝卜一个坑[N];计算机世界;2003年

7 边歆 毕学尧;拨开防火墙周围的迷雾[N];网络世界;2006年

8 绿盟科技副总裁 吴云坤;前沿的RSA大会[N];网络世界;2008年

9 赵玉明;保险业云计算安全应用探讨[N];中国保险报;2012年

10 编译 胡敏;三大技术领域增长迅速 方案商大有作为[N];电脑商报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈春华;通用安全框架与互联网用户认证系统[D];华南理工大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄干;基于信任模型的无线传感器网络用户认证研究[D];安徽工程大学;2016年

2 周广辉;企业统一用户认证平台的研究和实现[D];西安电子科技大学;2009年

3 扎那;分布式系统的用户认证和访问控制研究与应用[D];大连理工大学;2006年

4 谢萌;用户认证中心系统的设计与实现[D];吉林大学;2015年

5 陈朴;可信VPN系统的用户认证与管理[D];北京交通大学;2010年

6 王骞;基于LDAP的用户认证与授权技术在网管系统中的应用[D];北京邮电大学;2006年

7 徐龙;网络游戏行业“统一用户认证平台”的研究[D];上海交通大学;2010年

8 王利涛;蓝牙身份认证与访问控制技术研究[D];解放军信息工程大学;2008年

9 袁勇;基于AOP技术的用户认证和授权管理系统的研究与设计[D];重庆大学;2006年

10 孙春燕;基于Linux的用户认证与应用授权研究[D];西安电子科技大学;2007年

，

本文编号：745901