无线传感器网络虚假数据检测过滤机制研究

发布时间：2017-04-16 14:04

  本文关键词：无线传感器网络虚假数据检测过滤机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线传感器网络在各个领域的广泛应用,其面临的安全威胁也日益严重。然而传感器节点的存储空间、计算能力、通信带宽等资源严重受限,传感器网络特殊的部署环境、开放的无线信道等独特的特点对无线传感器网络安全机制的研究提出了挑战。通常将针对无线传感器网络的攻击分为内部攻击和外部攻击两大类。外部攻击种类单一,比较容易检测和防御,目前已有很多成熟的安全机制可以有效地抵御大部分外部攻击。而内部攻击由于种类多、隐蔽性高、难以防御,一直是无线传感器网络的研究难点。由网络中被攻陷节点发起的虚假数据注入攻击便是一种典型内部攻击,攻击者注入网络的虚假数据不仅能引起上层应用的虚假报警,干扰终端用户的正常决策,而且发送到汇聚节点的大量无用数据包也将严重消耗中转节点有限的资源。针对以上威胁,本文分析了国内外已有方案的优缺点,并在此基础上提出了基于节点合法性的虚假数据过滤方案NLFS。NLFS方案中,中转节点在验证数据包中认证信息(MAC)正确性的基础上增加了节点合法性验证,攻击者需要获得符合条件的密钥组合才能构造出不被中转节点和Sink的识别的虚假包,从而使NLFS方案能够成功抵御由不同地理区域被攻陷节点发起的虚假数据注入攻击,提高了方案被攻陷节点容忍能力,解决了目前虚假数据过滤方案中存在的安全阀值问题。同时NLFS方案仅仅依靠节点间的ID关系来验证节点合法性,不需要其他软硬件开销,如复杂的定位算法或昂贵的定位设备。理论分析和仿真表明NLFS方案在过滤能力、存储开销、被攻陷节点容忍能力等方面都有优越性。
【关键词】：无线传感器网络 虚假数据注入攻击 被攻陷节点 节点合法性
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-20
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 无线传感器网络简介10-13
• 1.2.1 体系结构10-12
• 1.2.2 主要特点12-13
• 1.2.3 研究热点13
• 1.3 无线传感器网络安全概述13-16
• 1.3.1 攻击方式13-14
• 1.3.2 安全需求14-15
• 1.3.3 研究进展15-16
• 1.4 论文主要研究工作16-17
• 1.5 论文组织结构17-20
• 2 虚假数据途中过滤20-30
• 2.1 基本思想20-21
• 2.1.1 多节点共同认证20
• 2.1.2 途中过滤20-21
• 2.2 途中过滤框架21
• 2.3 典型的途中过滤方案21-27
• 2.3.1 基于概率的过滤方案22-24
• 2.3.2 确定性的过滤方案24-27
• 2.4 途中过滤方案分析27-28
• 2.5 本章小结28-30
• 3 基于节点合法性的虚假数据过滤方案30-46
• 3.1 网络模型31-32
• 3.2 NLFS方案32-41
• 3.2.1 节点部署和初始化32-34
• 3.2.2 验证密钥分发34-36
• 3.2.3 事件报告生成36-37
• 3.2.4 途中过滤37-41
• 3.2.5 Sink验证41
• 3.3 性能分析41-45
• 3.3.1 存储开销41-42
• 3.3.2 路径分析42-43
• 3.3.3 过滤能力43-44
• 3.3.4 抗协同攻击的能力44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 4 NLFS方案仿真与分析46-54
• 4.1 仿真平台概述46-48
• 4.2 实验配置48-49
• 4.2.1 仿真参数48
• 4.2.2 性能指标48-49
• 4.3 仿真结果与分析49-52
• 4.3.1 过滤能力对比49-50
• 4.3.2 存储开销对比50-51
• 4.3.3 被攻陷节点容忍能力对比51-52
• 4.4 本章小结52-54
• 5 总结与展望54-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-62
• 个人简历62
• 发表的学术论文62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 钱志鸿;王义君;;面向物联网的无线传感器网络综述[J];电子与信息学报;2013年01期

2 刘志雄;王建新;;传感器网络中一种基于地理位置的虚假数据过滤方案[J];通信学报;2012年02期

3 刘志兴;张菁;卓力;;基于移动Agent的JPEG2000分布式编码算法研究[J];电子与信息学报;2010年09期

4 易叶青;林亚平;李小龙;羊四清;尤志强;;WSN中基于协作水印的虚假数据过滤算法[J];软件学报;2010年01期

5 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期

  本文关键词：无线传感器网络虚假数据检测过滤机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：310962