无线传感器网络中基于数字水印的数据安全保护

发布时间：2017-10-24 02:20

  本文关键词：无线传感器网络中基于数字水印的数据安全保护

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【摘要】：无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是基于任务驱动的自组织系统,密切关注用户需求,通过中间节点大量传输数据。由于暴露在外部区域,时常会遭受恶意的攻击等危险行为,极大可能导致信息被篡改,从而给用户造成错误的认识,因此网络数据安全问题变得极为严峻。如何保证数据安全可靠,是无线传感器网络安全的重中之重。本文主要贡献如下:1、提出了无线传感器网络基于数字水印的数据安全保护算法WSDP(Watermarking Scheme for Data Protection)。源节点首先利用哈希函数计算出感知数据的数字水印信息,然后根据预存密钥和处理块号,利用哈希函数生成相应处理块中的数字水印存储位置,最后在源数据中嵌入数字水印信息。基站在接收到数据后,依次提取每个处理块中内嵌的数字水印信息,与重新计算出的数字水印信息进行比较,若都能依次等同,则保持了数据完整性,否则认为原数据被破坏。2、提出了无线传感器网络中基于校验码的数据安全保护算法DPACC(Data Protection Algorithm Based on Check Code)。该算法既能通过数字水印技术准确提供数据完整性,又能利用校验码根据数据实际信任度验证数据可靠。源节点将采集数据与预留数据特征码对比,获得相应数据重要程度,利用校验码计算公式得到校验数,结合哈希函数生成水印信息,嵌入校验数和水印信息后发送。基站利用分离算法从接收数据中得到相应数据,若水印信息验证一致,则数据可靠;否则利用信任度计算公式得到数据信任度。若数据信任度大于预存信任度阈值,则仍可还原数据,否则丢弃该包。3、通过OMNet++平台搭建实验仿真环境。实验通过与其他经典算法做性能对比,发现两种算法均能经受住多种网络攻击,实现了无线传感器网络的数据安全保护。WSDP算法适合于数据量较大,能耗低的网络环境。DPACC算法更适合于数据特征突出且安全性高的网络模型。
【关键词】：无线传感器网络 数字水印 校验码 数据安全
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP309.7;TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 研究内容10-12
• 1.3 本文结构安排12-13
• 第二章 相关基础知识13-23
• 2.1 无线传感器网络概述13-17
• 2.1.1 无线传感器网络特点13-14
• 2.1.2 无线传感器网络应用14-16
• 2.1.3 无线传感器网络安全研究现状16-17
• 2.2 数字水印技术概述17-22
• 2.2.1 数字水印技术背景17-19
• 2.2.2 数字水印技术特性19-20
• 2.2.3 数字水印技术分类20
• 2.2.4 数字水印技术在无线传感器网络中的应用20-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 传感器网络中基于数字水印的数据安全保护23-31
• 3.1 问题描述23
• 3.2 相关定义与规则23-24
• 3.3 主要算法与模型24-30
• 3.3.1 数字水印嵌入模型描述24-25
• 3.3.2 数字水印嵌入算法设计25-27
• 3.3.3 数字水印提取及数据还原模型描述27-28
• 3.3.4 数字水印提取及数据还原算法设计28-30
• 3.4 算法分析30
• 3.5 本章小结30-31
• 第四章 传感器网络中基于校验码的数据安全保护31-41
• 4.1 问题描述31
• 4.2 定义描述31-32
• 4.3 主要算法与模型32-39
• 4.3.1 校验码嵌入模型描述32-33
• 4.3.2 校验码嵌入算法设计33-34
• 4.3.3 校验码提取与数据还原模型描述34-35
• 4.3.4 校验码提取与数据还原算法设计35-39
• 4.4 算法分析39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第五章 基于OMNET++仿真平台设计与实现41-49
• 5.1 OMNET++仿真平台概述41-42
• 5.2 网络布局搭建42-43
• 5.3 主要框架实现43-44
• 5.4 仿真结果分析44-48
• 5.4.1 受攻击安全性分析44-45
• 5.4.2 数据传输量分析45-46
• 5.4.3 数据响应时间分析46-47
• 5.4.4 能耗分析47-48
• 5.5 本章小结48-49
• 第六章 总结与展望49-51
• 6.1 工作总结49-50
• 6.2 未来展望50-51
• 参考文献51-55
• 致谢55-57
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文57-58
• 附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目58-59
• 附录C 攻读硕士学位期间申请的发明专利59-60
• 附录D 攻读硕士学位期间申请的软件著作权60-61
• 附录E 攻读硕士学位期间获得的荣誉证书61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1086577