无线传感器网络中定位攻击防范

论文提出一种基于检查点、区域投票机制和轻量级安全协议的传感器网络节点定位安全措施。该方案采用隔离恶意信标的策略来提高定住系统抵抗攻击的能力,无需针对每种可能出现的特定攻击行为进行一一防范,从而简化了安全策略的实施。文章对防范方案的检测率进行了理论分析。     

无线传感器网络在协同攻击环境中的安全定位研究

在恶意危险的环境中,一些锚节点可能会被攻击者所俘获,然后向网络中发送错误的信息,目的在于阻碍其他节点的准确定位。介绍了无线传感器网络中存在的攻击类型,建立了协同攻击的数学模型,并提出一种能够抵御协同攻击的安全定位算法。仿真结果表明：在受到30%恶意锚节点协同攻击时,即使在攻击强度较大的情况下,该算法依然能对节点进行准确的定位,且平均定位误差不超过2m。     

基于Doppler效应的无线传感器网络射频干涉定位方法

文中提出一种基于Doppler效应的无线传感器网络射频干涉定位方法,两个锚节点同时发射具有一定频差的单音信号形成射频干涉,使得各接收节点获得一个低频变化的接收场强指示(RSSI)信号.基于其中一个锚节点移动产生的Doppler效应,在锚节点移动的时间段内,各节点通过测量RSSI信号的振动周期数,便可以获得自身到移动锚节点起点和终点的距离差.从而,通过锚节点的多次移动,各节点根据多组距离差信息,依据双曲线定位算法得到自身的地理位置估计.该定位方法仅需利用节点的无线通信设备,不需要额外的辅助测量装备,同时各节点独立进行自身的位置估计,不需要进行集中处理,是一种分布式的定位方法.理论分析和实验仿真均验证了该方法的可行性.     

干扰信号强度补偿的传感器网络干扰源定位

无线传感器网络中,攻击者通过部署干扰源发出干扰射频实现破坏网络正常通信的目的.获知干扰源的位置信息,清除干扰攻击的影响是保证网络安全运行的关键.针对干扰源定位问题,提出基于干扰信号强度补偿的传感器网络干扰源定位算法,利用边界节点接收干扰信号强度的差异对预估干扰区域进行补偿.不需要节点装备额外硬件,利用网络拓扑结构变化即可实现对干扰源的精确定位.仿真结果表明:在不同网络条件能够实现较高的定位精确度,具有较强的稳定性.     

无线传感器网络中的Sybil攻击

研究了无线传感网中Sybil攻击的检测与防范,提出了一种多节点协作的基于接收信号强度(RSS)的检测机制CRSD。它的基本思想是Sybil节点所创建的不同身份,其网络位置是相同且无法改变的。CRSD通过多节点协作确定不同身份的网络位置,将出现位置相同的多个身份归为Sybil攻击。仿真实验表明无防范时Sybil攻击显著降低了系统吞吐量,而CRSD能检测出Sybil节点从而有效地保护了系统性能。     

基于对称密码的无线传感器网络安全定位

伪装攻击通过恶意的锚节点向网络中发布虚假位置信息从而对定位应用进行攻击。针对上述问题,考虑无线传感器网络节点能量受限的特性,提出一种基于对称密码加密的认证方案来防御伪装攻击。实验结果表明,在伪装攻击存在的情况下,该方案能够使加权质心算法的定位误差在1m之内的概率由40%提高到70%,从而保证定位的正确性。     

基于DV-HOP的无线传感器网络定位算法

通过对DV-HOP算法的理论分析,找出其产生误差的主要原因,提出相应的改进算法,即对未知节点与锚节点之间的估计距离做出修正,该修正值由多跳的校正值和锚节点的平均每跳距离误差所组成,同时将总体最小二乘法（TLS）应用于定位中,进一步提高了定位精度。选用Matlab进行相关仿真,结果表明：改进算法的定位精度比原算法及部分现有改进算法有明显的提高。     

无线传感器网络中的Sinkhole攻击检测

探讨了无限传感网络的构成及无线传感器网络协议栈各层所面临的安全问题,重点讨论了Sinkhole攻击的危害及检测,通过分析Sinkhole攻击点邻近区域的路由特点,提出了基于汇聚度检测Sinkhole攻击的策略和基于多点监测与回复信息的攻击检测方法。     

基于概率攻击图的无线传感器网络安全定位方法

无线传感器网络一般情况下主要部署在无人看守的敌对环境中,非常容易受到攻击节点的影响,为其实际应用带来巨大挑战。而攻击图可具体描述攻击行为的多项攻击流程之间的关系。因此,提出基于概率攻击图的无线传感器网络安全定位方法,具体步骤包括进行网络部署、安全定位,完成异常节点剔除;通过实验论证,得出基于概率攻击图的无线传感器网络安全定位方法,其定位误差伴随恶意信标比例的波动并不明显,且可一直维持在较低的水平,表明节点对恶意节点进攻的抵抗能力要优于标准定位方法。     

移动无线传感器网络定位研究

近年来,随着硬件技术和通信协议的发展,无线传感器网络(WSN)获得了飞速发展。其中,移动无线传感器网络(MWSN)由于具有较高的灵活性,得到了极大关注,甚至还出现了小型自控移动传感器设备。虽然节点的移动性能够增加传感器网络的覆盖范围,并增强网络的连通性,但同时也带来了一系列挑战。其中,移动节点的定位问题尤为突出。对移动无线传感器网络定位方法进行总结,并分析移动无线传感器网络中的众多挑战。最后,提出了未来移动无线传感器网络定位研究方向。     

基于DV-Hop的无线传感器网络安全定位

针对DV-Hop非测距定位技术没有考虑非法节点(包括无法定位的节点)对定位过程影响的问题,提出了一种基于DV-Hop的安全定位机制,即在定位过程中引入了节点间交互信息特性用于检测虫洞攻击,利用时间性质和空间性质明确有效信标节点,并且结合在节点通信过程中加入加密和认证机制来抵御伪装攻击,最后实现安全定位。仿真实验表明,在攻击存在的环境中,提出的安全定位机制能够以较高的概率检测出虫洞攻击,并使定位误差减小了大约63%左右。     

无线传感器网络中的Sybil攻击

无线传感器网络中的Sybil攻击会破坏无线传感器网络的路由算法、公平资源分配等机制,因此研究Sybil攻击的防范和检测方法存在一定的意义.分析了Sybil攻击的破坏性,阐述了目前已有的防范和检测Sybil攻击的方法,并针对目前已有方法的不足,提出了从节点的能量消耗、计算量等性能进行优化出发,设计出有效的Sybil攻击防范和检测机制.     

无线传感器网络中的定位算法研究

在传感器网络应用中,位置信息是至关重要的,确定事件发生的位置或获取消息的节点位置是传感器网络最基本最关键的功能之一,没有包含位置信息的监测信息往往是毫无意义的。本文首先简单介绍了无线传感器网络自身定位算法的基本概念,算法分类,接着重点比较分析了一些具有代表性的算法及系统的原理和特点,并对未来该领域的研究提出一些看法。     

工业无线传感器网络中干扰攻击的入侵检测

针对工业无线传感器网络的干扰攻击问题,采用一种基于统计过程控制理论控制图的入侵检测方法.选择数据包投递失败率作为度量属性,计算出对应的控制图上下限,通过监视传感器节点的数据包投递失败率是否在控制图的上下限内,判断节点是否处于被干扰攻击状态;基于工业无线传感器网络标准WirelessHART中采用的时隙跳频技术,建立一种干扰攻击模型,验证入侵检测方法的有效性.仿真结果表明干扰攻击检测方法能有效的检测出节点是否处于被干扰攻击状态,并且漏检率较低,随环境恶化时漏检率变化幅度较小.     

基于垂直平分线的无线传感器网络定位改进算法

针对传统基于垂直平分线的区域定位算法定位精度低、迭代次数多等缺点,提出一种改进的垂直平分线算法IMBLA。根据未知节点接收到的两锚节点接收信号强度指示( RSSI)值的比值,移动两锚点的垂直平分线,再确定待定位节点与垂直平分线的位置关系。该算法应用基于参考锚节点的高斯校正模型进行RSSI测距,包括有障碍物时的模型,不但适合各种环境,还能有效防止恶意攻击。仿真结果表明,与MBLA和IPAIT算法相比,IMBLA算法的定位精度和网络覆盖率较高。     

无线传感器网络中的Sybil攻击检测方案

Sybil攻击是一种对无线传感器网络(WSN)危害巨大的攻击方式,它破坏WSN中的数据融合、公平资源分配等机制。为此,提出一种基于HCRL的Sybil攻击检测方案。该方案基本思想是Sybil节点创建的多个身份只拥有同一个物理位置,通过对HCRL算法的优化检测出Sybil节点。Sybil攻击对网络性能影响严重,而加入检测方案后网络性能有较大提升。通过仿真实验和性能分析证明了该方案的有效性和低系统开销。     

无线传感器网络内部攻击检测方法研究

随着无线传感器网络软硬件技术的发展,内部攻击逐渐成为无线传感器网络面临的主要安全威胁之一。综述了内部攻击检测技术的研究,根据攻击检测的对象将检测方法分为攻击行为检测、攻击节点检则和复件攻击检测,并指出了检测悖论、数目占优和中心模式等作为这些检测方法的安全假设制约了方法的性能。同时,概述了现有的关于移动无线传感器网络的攻击检测方法以及移动节点的加入给无线传感器网络解决内部攻击问题带来的变化,在此基础上,讨论了移动节点给内部攻击检测带来的机遇与挑战,指出了相关研究的未来发展方向。     

基于TOA的三维无线传感器网络节点定位算法

随着无线传感器网络应用的发展,对三维定位研究的需求日益迫切,但目前这方面的研究却很少。在TOA测距的基础上,提出了一种三维无线传感器网络节点定位算法,并对其性能进行了分析,给出了算法的时间同步误差和定位误差。最后在现有仿真平台OMNET 的基础上构建三维仿真模块,对算法进行了仿真实现,给出了该算法的定位精度和覆盖率。     

无线传感器网络网格定位算法

根据未知节点必定处于周围一跳锚节点通信半径范围内重叠区域内的基本事实,提出了基于非测距定位的分布式Intersection-Grid-Sector（IGS）定位算法。IGS算法以锚节点通信半径的10%作为网格大小来获取重叠区域,并把重叠区域的每个网格坐标求质心作为未知节点估计坐标的方法。仿真结果表明比Bounding Box精度明显提高,比经典质心提高近20%。     

基于无线传感器网络的河流中稳态扩散污染源定位研究

针对河流中污染源定位问题,首先分析了河流污染源扩散模型,给出了一种处理完全吸收边界,不完全反射边界以及完全反射边界的通用河流污染源稳态扩散模型。改进了在边界约束下以测量值与理论值之差的平方和为目标的非线性最小二乘算法,并提出了一种新的最小二乘污染源定位算法。该算法弥补了直接非线性最小二乘算法在数值计算过程中稳定性较差的缺点。最后,仿真研究了浓度测量噪声,节点漂移误差和反射系数误差对定位性能的影响。仿真结果表明:已知信息的误差越大,则定位均方根误差越大;传感器节点个数越多,估计精度越高,但当节点增加到一定数量时,继续增加节点对定位精度的影响会减小。另外,仿真结果验证了非线性最小二乘算法的优越性,说明了算法在河流污染源定位应用中的有效性。