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集成了传感器、嵌入式计算、网络和无线通信等技术形成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,它能够多节点协作地感知和采集各种环境或被监测对象的信息并实现实时监测。无线传感器网络是一个多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域,具有十分广阔的应用前景,引起了学术界和工业界的高度重视。
本文主要研究无线传感器网络安全数据融合算法的设计。无线传感器网络节点数量庞大、单个节点资源极其有限,融合算法设计的首要目标是有效节约能源,延长网络生命周期。同时,由于无线传感器网络在大量应用场合中面临严格的安全要求,但现存的各种数据融合算法普遍缺乏安全设计。为了适应安全敏感的无线传感器网络的应用,本文在总结并分析目前国外学者提出的数据融合算法的基础上,提出面向无线传感器网络的安全数据融合算法设计,兼顾无线传感器网络的安全问题和能量、带宽、处理和储存数据的能力等因素,设计出适合无线传感器网络的安全高效的数据融合算法。
本文的主要贡献有以下两点:
(1)为了解决无线传感器网络中存在节点被捕获时,基于密码技术的传统安全融合算法失效的问题,本文基于统计学和信息论提供了一个保证数据融合过程安全性的系统方案,即提出了一个基于信誉度的安全数据融合模型解决融合过程中存在的安全问题。
(2)为了抵抗融合节点被捕获后发送无效的融合结果给基站,提出了一种基于投票机制的高效抗融合节点欺骗算法。它的主要思想是:为了保证融合结果的有效性,融合节点必须先将融合结果反馈给簇成员,然后提供从簇成员节点那里获得加密后的投票信息给基站,以便其进行认证,由基站来最终决定是否接受接收到的融合结果。
对提出的安全数据融合算法进行了仿真,结果表明:即使在一部分节点被捕获的情况下,也能保证融合结果的真实性;能够高效准确地识别出恶意的节点,防止融合节点欺骗基站。