无线传感器网络数据融合安全问题的研究
[Abstract]:As an energy-saving technology, data fusion has been widely used in wireless sensor networks. It can effectively remove redundant data generated by sensor nodes in the information acquisition phase, reduce communication overhead and computing load between nodes, prolong the network lifetime and effectively shorten the system decision-making time. The wide application of fusion technology also exposes many problems in data confidentiality, privacy and integrity protection of wireless sensor networks. Attackers can destroy network security by eavesdropping, tampering, forgery and other malicious acts. Therefore, how to solve the security problems in the process of data fusion has become wireless. This paper focuses on data privacy protection technology, node reputation evaluation mechanism, homomorphic encryption technology and homomorphic MAC technology through the research and analysis of data fusion technology and network security technology in wireless sensor networks. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 61371071), the Beijing Natural Science Foundation of China (No. 4132057) and the Beijing Education Commission (Beijing Education Commission) is presented. The main research work and achievements of this paper are as follows: 1. A security data fusion scheme ESMART based on dynamic data segmentation and hybrid technology is proposed. It is difficult for eavesdroppers to capture complete data slices and restore eavesdropping data slices effectively under ESMART scheme. This scheme can improve the performance of privacy data protection while at the same time improving the performance of privacy data protection. The simulation results show that ESMART has obvious performance advantages in data fusion accuracy and energy consumption level compared with other data privacy protection schemes. 2. It has good practical value to resist the network. In this paper, we propose a reputation-based secure data fusion scheme SRDA, which monitors node behavior in real time by deploying Watch Dog and local outlier detection mechanisms, and proposes corresponding evaluation criteria for node characteristic behavior. The simulation results show that SRDA scheme is superior to other similar security schemes in energy consumption level, data fusion accuracy and malicious node identification efficiency. 3. A secure data fusion scheme ECC-based on homomorphic encryption technology is proposed. SDAI, which uses the elliptic curve encryption mechanism with additive homomorphism, ensures that the node privacy data is always in the ciphertext state in the process of data fusion. The fusion node can directly fuse the ciphertext data, effectively protecting the confidentiality and privacy of the data, and realizing the end-to-end security data fusion. On the basis of this, the ECC-SDAI scheme constructs two independent tree fusion networks, so that the base station can validate the integrity of the data fusion results effectively. Simulation results and security performance analysis show that the ECC-SDAI scheme has good network security strength, node communication overhead and data fusion accuracy. 4. A secure data fusion scheme HMSDA based on homomorphic message authentication code is proposed, which uses symmetric encryption mechanism with additive homomorphism to provide data confidentiality and privacy protection for data fusion process. The simulation results show that the HMSDA scheme has certain advantages in data fusion accuracy, communication overhead and computing load compared with the same type of secure data fusion scheme.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN929.5;TP212.9;TP202
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,本文编号:2180739
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