无线传感器网络中节点安全定位方法的研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:w34gss
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在无线传感器网络应用中,节点的位置信息对传感器所采集数据的有效应用起着重要作用,节点定位技术因而成为无线传感器网络研究领域的关键技术之一。传感器网络应用环境的开放性和复杂性,使得节点定位技术的安全问题成为该研究领域中备受关注的热点问题。无线传感器网络节点定位的安全性直接影响着基于位置信息的各项服务的应用效果。因此,无线传感器节点安全定位技术的研究具有重大的理论意义和实践价值。  与计算机网络中的一般信息安全不同,在无线传感器节点定位中,安全性能的目标是在有网络威胁的环境下获得可靠的定位结果,在考虑节点定位安全的同时,还要顾及无线传感器网络节点能量有限等特点,保证节点定位的精度和效率。本文以无线传感器网络环境中节点的安全定位问题为主要研究对象,研究适用于不同应用场景下的节点安全定位方法,用于满足无线传感器节点在定位中多样性的安全需求,同时保证定位过程的效率和定位结果的精度。该研究将以密码学相关技术为基础的安全模型以及以评价机制为基础的安全模型分别应用到节点定位中,以形成包括基于移动信标的集中式安全定位方法、基于检测机制的分布式安全定位方法、基于分层认证的递增式安全定位方法以及基于信誉评价机制的安全定位方法的节点定位安全保障体系。  本文围绕无线传感器网络环境中节点安全定位的多样性需求,以构建无线传感器网络环境中节点定位安全保障体系为目标,展开对传感器节点安全定位问题的关键技术的研究,本文的主要研究成果和创新如下:  (1)提出了基于移动信标的集中式安全定位方法SCLMB,该方法为集中式定位模式下的传感器节点定位提供了信标移动模型及通信安全模型,解决了集中式定位场景下的效率问题和安全问题。方法通过构建信标节点移动模型提高了信标节点收集定位信息的效率,在该模型基础上建立的基于唤醒机制的安全通信模型提高了节点集中式定位的安全性。SCLMB有效抵御了定位信息采集中的安全风险,降低了未知节点间因传递大量信标而产生的通信负担,缓解了由未知节点传递定位信息到中心基站产生的能耗不均衡问题和相关的安全问题。  (2)提出了基于检测机制的分布式安全定位方法SDLD,为无线传感器网络中分布式定位模式提供了有效的安全策略,解决了距离向量分布式定位方法面对常见攻击行为下的安全问题。该方法为距离向量定位模式提出了安全模型,针对该类型定位场景中常见的虫洞攻击、女巫攻击等攻击行为提出了有效的检测机制,保证了信标信息来源的合法性以及信标内容的可靠性,进而提高节点定位的安全性,其快速定位机制和个性化的更新机制使得SDLD具有更强的灵活性和应用性。  (3)提出了基于分层认证的递增式安全定位方法SLHA,为具有大量未知节点的无线传感器网络提供了高效、安全的节点分层定位模型,解决了无线传感器网络节点定位的安全和效率问题。SLHA提出将网络中的节点根据自身的定位条件分层逐步地展开定位,并且在该分层定位的模型中引入认证机制,保证分层结构中节点的可靠性。将模型中可靠的已定位节点升级为辅助信标节点,可降低网络对于初始信标节点分布密度的要求,也避免了由于误用恶意节点的位置信息而造成的能耗损失。  (4)提出了节点定位中的信誉评价机制,解决了用于定位的信标信息筛选以及信标节点的可信度评价问题。基于信誉自评价机制的安全定位方法R-RESL和基于信誉协作评价机制的安全定位方法C-RESL为无线传感器节点的安全定位中可信信标信息的识别提供了有效的解决方案。R-RESL的信誉自评价模型使信标节点的信誉值的高低依赖于其是否能够具有持续的可靠行为,有利于节点定位维持稳定的安全性能。C-RESL基于神经网络架构提出将节点的身份和行为等因素纳入信誉的评估,并且结合自身与邻居节点的评价值进行综合考虑,可降低恶意节点的诽谤行为对信誉评价造成的影响,从而有效提高定位结果的可靠性。  综上所述,论文提出了无线传感器网络节点定位安全保障体系,从应用于不同定位模式下的安全模型,到用于信标节点评估的信誉评价机制,为节点的定位提供了多样化、全方位的安全保护。  
其他文献
互联网络为网民发表评论、交换观点带来了极大的便利,也为人们的决策提供了有力的支持。消费者很容易在餐馆点评网上对餐饮与服务进行评论,为新的客户选择餐馆提供依据;人们也
XML是一种半结构化的数据描述语言,因其具备高可读性、跨平台性和可扩展等特性,在互联网领域被广泛应用。为了推动XML数据查询和处理的标准化,国际万维网组织W3C发布了XQuery
人体检测技术是计算机视觉领域一个重要的研究方向,是实现智能监控等应用的关键,具有很强的实用价值。许多基于人体目标的高级技术,如异常行为分析、行人追踪等,都直接依赖于人体
随着信息化发展和网络技术的广泛应用,网络安全性变得至关重要。继防火墙,数据加密等安全保护措施后,入侵检测系统成为新一代的安全保障技术。传统的入侵检测系统都有一些缺
随着城市化进程的逐步推进,城市建设快速发展,各类建筑物的地下部分所占空间越来越大,地置深度越来越深。基坑工程向更大、更深、条件更复杂的方向发展,变得更加规范化、信息
无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量廉价传感器节点,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络,以其低成本、低功耗、自组织和分布式等特点带来了一场信息感知的革命
引文推荐系统的任务就是对书籍文献中的文字片段给出合适的备选引用文献供作者和读者参考,无疑这对于文字工作者而言非常有用。引文推荐问题可以被转化为一个信息检索问题,其中
在任何组织中,允许内部员工外联网络都是一种必然要求,但过多的与工作或学习无关的网络行为将严重影响效率,更可能引发内部安全问题,根据多个机构发布的调查报告,在我国企业
近十年来,基于IP网络的语音及视频通话在技术上发展迅速,其实际应用也越来越广泛。视频通话功能满足用户对实时通讯更高的需求,具有很好的应用前景。PKUnity-3(65)是一款由北京
随着物联网时代脚步的临近,嵌入式系统的在网络端的应用与日俱增。然而目前主流的IPv4协议由于其有限的地址位,是无法满足物联网时代海量的地址分配需求。因此采用128位的地址,