文档介绍：中南大学
博士学位论文
Security and Energy Performance Optimization In
Wireless works
姓名:Maan Younis Abdullah
申请学位级别:博士
专业:计算机应用技术
指导教师:桂卫华
201012
摘要人类需求的快速增长和对卓越科技的追求导致了精密芯片、通信和传感技分。在校⑿〉拇ǜ衅鹘诘阌梢8凶榧⑹荽碜榧臀尴咄ㄐ抛榧得到了重大的发展。纱蠊婺5挠τ糜诰潞桶踩ā⒒肪臣嗖狻⒔煌ǹ些规模小、处理器能量低和存储空间低的度肓耸褂茫庑┨氐愕贾铝着时间的发展,该类殉鱿趾芏辔侍狻R虼耍枰Q罢液鲜实慕饩龇桨负存时间,不能满足圆煌τ玫男枨蟆R虼四芎奈侍庖彩荳研究领域的本论文针对无线传感网络的安全性和能耗问题进行了深入的研究,其内容管理技术,提出了新的安伞方法以达到防止对网络的恶意攻击和降低能耗两个目标:第二部分阐述了无线传感器网络节能的方法;第三部分是优化技术在治鲅芯苛宋尴叽ǜ衅魍缰邪采⊥埠湍芰肯牡睦丛矗约鞍踩院湍一,然而,由于无线传感器网络慕诘隳芰κ艿较拗疲皇屎显谕缃聿贾ǜ衅鹘诘阈枰W远肿槔赐瓿梢桓鎏囟ǖ娜挝瘛>」芸赡芤经存在全局安伞机制,但每个小组成员之间能够安伞的相互通信仍然是非常有术的飞速发展,而无线传感网络殉晌P率兰痛ǜ屑际踔械暮诵牟构成,这些微小的节点广泛地、无选择地、大量分布开来,并可以以一种小范围的自组织方式构成网络。基于电路板上的传感器,不同的梢约觳饬俳区域,并有效而及时地将信息传递给节点。囊8行阅芎涂煽啃砸丫制、医疗、监测和建筑结构,甚至反恐等。安全通信在计算机网络中非常重要。然而,对传感技术的紧急需求促得一在该类形薹ú捎冒采∠低常也恢С帜承┕嬖蚝透丛拥陌采⌒椤K处理办法以有效改善陌踩阅堋M保ǜ衅鹘诘隳芎南拗屏薟的生基础问题之一。主要包括三大部分:第一部分研究防御性问题,包括问题设计和实现以及密钥械挠τ谩1疚牡脑毕缀痛葱碌惆ㄒ韵滤牡恪耗之间的关系。安全通信在计算机网络中非常重要,安伞认证是最出色的预处理方法之需要集中认证的公共密钥基础结构,也无法在网络中采用普通的安全认证机制。在必要的。无线传感器网络巾的能量浪费源于同一覆盖区域巾节点任务和功能的重复执行,以及相同消息的重复发送。在对网络进行拓展时,局部区域能量消耗过大会造成很大一部分节点死亡,进一一步会导致整个网络的瘫痪。簇头分布是影响通信能耗效率的一个重要【蒍素,
此,有必要找到一利·分布式的簇头选择方法以形成合理的簇,从而使簇头可以完成更高效的任务转发。为提高网络的可操作性,应该采用一些方法以保证网络所提供的一些服务的可行性,也需要一种方法来区分合法的和恶意的请求以避免执行可能导致网络崩溃的任务,这正是研究安全性的必要性。这些问题主要可分为信息安全、服务拒绝セ骷捌渌墓セ鳌I赣诎踩ê湍芎恼饬礁隽煊虻墓岽┑线索是能耗效率。通过加强硬件保护、加强传感器节点的计算能力等可有效增强安全性,而实际的踩窃谟邢拮试吹母咝Ю煤图岢植恍傅匮扒笞罡层次的保护之间的平衡。岢隽艘恢中碌拿茉扛墓δ苄糜诿茉抗芾在校ǜ衅魍绨踩缘氖滓N侍饪擅枋鑫M缱钚〉淖试聪与最大的安性能之间的矛盾。谡渖系目7判允构セ髡吣芊浅H菀椎窃听、拦截、篡改、重播数据包。这网种攻击主要可划分为两大类:主动攻击和被动攻击。被动攻击指攻击者通过观察分析某个协议数据,窃听通信巾的某个数据,而不干扰信息资源。而主动攻击常见的方式是攻击者通过捕获网络中的某个节点,并利用该受损节点对网络进行主动攻击。其中主动攻击对网络安全的影响尤为恶劣。由于网络中的节点能量有限,当盏蕉褚饨诘愕闹动攻击时,很容易因为过多的损失能量,导致节点死亡。当节点死亡率过高时,整个网络将面临瘫痪的危险。自组织密钥管理是无线传感器节点中一科碌拿茉客ㄐ欧椒ǎVち送巾节点的安伞通信,能有效地解决淼陌采∫肌1疚奶岢龅腘惴即属于该范畴,该算法对惴ń辛烁慕行Ц纳屏薟的安全性。采用榈腤,其簇头一旦受到恶意节点攻击而死亡,则该簇头所在的簇将无法工作。硎艿焦セ鞯拇赝肥吭隽保荒芄ぷ鞯拇氐数量也随之增加。在同一时间内死亡的节点增加时,网络的生存时间也会缩短,严重影响网络的安令性。算法能有效降低网络受到恶意攻击时节点在同一时问内的死亡率,延长网络的生存时间,提高网络的安伞性。算法对传感器节点定义了三种密钥:与网络中所有节点共享的主密钥、与基站共享的局部密钥以及与另一传感器节点所共享的会话密钥。是伞局共享密钥,由基站用于加密消息,并将该消息传播到整个簇。足该算法中密钥更改功能中的基本参数,用于节点与基站之问的保密通信,每个节点都独立拥仃一个与基站共享的。是节点与其近邻之墓蚕砻茉俊T贜P蛂,被用于需要隐私认证或源认证的安全通信。其中,作为模型的安全认证协议。