基于区块链的无线Mesh网络认证机制的研究

无线Mesh网络(WMN)由许多网状节点组成,它提供了有效的Internet链接.接入认证安全是WMN快速普及的主要障碍,故提出一种基于区块链的无线Mesh网络认证机制.验证过程只需要比较用户提供的证书计算的哈希值是否与存储在区块链中的哈希值一致,与已有认证机制相比简化了认证流程,减少了认证延迟,提升了认证效率,解决了集中式架构容易导致的单点故障问题,达到分布式认证效果,区块链技术的引入为解决无线Mesh网络中的安全问题提供了新思路.     

基于中继联合优化选择的物理层安全方案

针对认知无线电(CR)网络中的安全传输问题,提出基于传输中继和干扰中继联合优化选择的物理层安全方案。在主用户网络和次用户网络共存的环境中,通过优化选取协作传输中继和协作干扰中继实现信息的安全传输,并分析推导出瑞利衰落环境下该方案保密中断概率的闭式表达式。仿真结果表明,在不同参数场景下,该方案均可实现较低的保密中断概率,提升CR网络的信息传输安全性能。     

BPVis:面向DPoS区块链网络安全态势感知的可视化系统

基于委托权益证明(delegated proof of stake, DPoS)的区块链网络因其出色的性能表现而备受开发人员关注,进而对其区块链网络的安全与稳定性提出了更高的要求。为满足对于区块链网络监控与分析的的需求,根据DPoS共识机制实际应用过程中的分析,提出了面向DPoS区块链网络安全态势的可视分析方法。建立了节点稳定性与网络稳定性量化方法、网络价值预测模型,针对节点地理位置分布、网络价值走势、节点与网络整体稳定性演化以及细节查看等方面设计了多个可视化视图,面向区块链网络安全态势分析实现了交互式可视化系统,支持从多个角度对区块链网络进行探索。最后通过案列分析与用户评估验证所提方法与系统的有效性与实用性,结果表明所提方法能更好地协助使用者分析区块链网络安全态势。     

基于区块链技术的电网数据认责溯源体系设计

电网数据认责溯源体系在运行过程中稳定性较差，导致追溯时间过长，难以达到用户要求。提出基于区块链技术的电网数据认责溯源体系设计。以区块链技术为基础进行体系结构设计，完善数据采集、通信、存储及传输等功能，并在物理层的设计基础上，进一步分析体系的运行流程，通过数据录入、标签生成、电网数据质量评估、数据认责溯源实现体系工作。实验结果表明，基于区块链技术的电网数据认责溯源体系具有较好的应用性能，能够很好地保证溯源工作运行过程的稳定性，缩短花费时间，对于解决因责任不确定的突发问题具有重要作用。     

基于区块链的高速铁路监测数据安全存储方案

为解决高速铁路分布存储的监测数据遭受数据恶意篡改、共享困难等问题,提出基于联盟链的去中心化的双链存储模型。采用无线传感器网络和区块链技术构造高速铁路联盟链感知节点分布框架和数据存储联盟链模型,通过数据采集基站共识形成数据区块链。基于数据的属性、哈希值等信息形成具体类型的hash链,便于对同一类监测项目的历史数据进行分析、总结。安全性能分析表明,数据联盟存储链能实现安全、可靠的存储铁路沿线监测数据。     

基于教育区块链与无证书签名的身份认证方案

针对当前教育资源共享安全性低和身份认证困难的问题, 提出了一种区块链技术与无证书签名相结合的可跨域身份认证方案, 将无证书签名技术的高安全性、无密钥托管问题等优点应用到区块链的分布式网络中, 实现了身份认证过程中用户安全、跨域认证、恶意用户可追溯、注册信息不可篡改. 首先, 基于教育区块链与无证书签名的身份认证方案是建...     

一种适用于无线医疗传感器网络的基于区块链的无证书聚合签名方案

随着无线通信技术的迅速的发展,无线医疗传感器网络正在推动着智能化医疗的进步.医疗传感器节点能够收集病人的医疗数据,并将其传输给医生进行诊断与治疗.但是,无线医疗传感器网络中的通信安全、病人的身份隐私以及对集中式服务器过度依赖等问题亟待解决.针对上述问题,提出了一种适用于无线医疗传感器网络的基于区块链的无证书聚合签名方案.该方案无需集中式的医疗服务器,通过基于分布式哈希表存储机制以链上-链下的方式存储医疗数据,保证了医疗数据的安全和去中心化存储;同时,本文方案通过智能合约技术实现医疗传感器节点在许可区块链上身份来源认证.在随机预言模型下证明了该方案具有不可伪造性,并且满足可追踪性,匿名性等安全需求.与现有其他相关的方案相比,该方案在签名和验证阶段的计算和通信开销更具优势.     

区块链安全问题:研究现状与展望

区块链是比特币底层的核心技术，展示了在自组织模式下实现大规模协作的巨大潜力，为解决分布式网络中的一致性问题提供了全新的方法.随着比特币的广泛流通和去中心化区块链平台的蓬勃发展，区块链应用也逐渐延伸至金融、物联网等领域，全球掀起了区块链的研究热潮.然而，区块链为无信任的网络环境提供安全保障的同时，也面临安全和隐私方面的严峻挑战.本文定义了区块链系统设计追求的安全目标，从机制漏洞、攻击手段和安全措施三方面对区块链各层级的安全问题进行全面分析，提出了区块链的平行安全概念框架，并总结未来区块链安全问题的研究重点.本文致力于为区块链研究提供有益的安全技术理论支撑与借鉴.     

基于时频资源分配的认知无线中继网络物理层安全研究

提出了一种在认知无线中继网络物理层安全意义下的最优时频资源分配方案。在该方案中,主用户通过次用户的协作进行通信;作为回馈,允许次用户接入该频段传输信息。在次用户网络中,选择两个最优次用户,一个用作协作转发,一个用作协作干扰,同时在保证次用户网络传输速率的条件下,通过寻求系统的最优带宽分配因子、时隙分配因子以及次用户的协作功率,来最大化主用户的安全容量。仿真结果表明,提出的方案切实可行,能够显著提高主用户的安全容量。     

基于智能合约的无线Mesh网络安全架构

针对无线Mesh网络安全性,结合区块链技术,提出基于智能合约的安全架构(SCSA)。在Mesh路由器节点上建立区块链,部署3类智能合约对节点公钥进行分级管理,通过这3类智能合约实现节点公钥更新与撤销以及用户访问认证,同时采用椭圆曲线Diffie-Hellman和对称加密实现节点间的安全通信。实验结果表明,SCSA可有效抵抗克隆或伪造节点攻击、密钥泄露攻击及拒绝服务攻击,同时保证了网络通信的安全性和高效性。     

认知传感网络的信能无线传输优化

针对目前无线传感网络频谱资源匮乏、能源供给不足等问题,本文构建了一种新型的认知多播无线传感网络,并研究适用于该网络的信能协同传输问题。以网络中所有次级用户收集到的和能量为优化目标,结合多播技术,在次用户对主用户的干扰、次用户的信干噪比、次级发射器的发射功率的约束下,构建了一种非线性非凸优化问题。针对该优化问题,提出一种基于半正定松弛的算法,从而延长网络的生存周期;并在此基础上提出一种基于序贯参数凸逼近技术的优化算法以降低复杂度。仿真结果表明,本文所提的算法有效提高了次用户能量收集的性能。     

一种双信道协作中继的认知网络功率分配算法

针对认知无线网络主、次用户的互相干扰对网络中断性能以及系统传输效率的影响进行了研究,采用一种双信道协作中继的传输方案来减少干扰,并提出一种基于中断概率的最优功率分配方案来改善中断性能和传输效率。在该传输方案中,主、次系统通过对接收的主信号和复合信号进行处理,采用连续的干扰解码和消除得到去干扰信号。该功率分配方案在保障主系统中断性能的前提下,提出次系统中断概率的优化方程,通过关联功率分配因子来实现最大化次系统吞吐量。实验结果表明,该算法在改善中断性能和系统吞吐量方面具有较好的效果。     

单天线认知无线电中的协作频谱感知和无线能量传输

在单天线认知无线电中,可以通过天线协作频谱检测来提高检测衰落信道中主用户(Primary User,PU)存在的传感性能。然而,由于协作频谱检测,认知无线电(Cognitive Radio,CR)可能消耗更多的存储能量,从而降低其传输性能。为了保证其传输性能,提出了一种同步协作频谱检测和无线功率传输的方案,该方案可以收集PU信号的射频(Radio Frequency,RF)能量,以提供频谱检测消耗的能量。提出了时间分流模型、实现了协作频谱检测,能量收集和数据传输的同步。制定了适用于该方案的优化问题,以最大化同步协作频谱检测和无线功率传输模型中认知无线电的频谱效率,分别受限于检测的概率和收集的能量。最后通过计算得到的最佳分配因子,以实现了频谱效率的最大值,并通过仿真得出了结论。     

认知中继网络中的功率分配算法

无人机（Unmanned aerial vehicle, UAV）通信是当前无线通信领域的研究热点。为了保证地面移动端与UAV通信的可靠性,提出了基于空时块码（Space-time block code, STBC）的协作中继传输方案。为了提升频谱效率,本文利用认知无线电技术,于协作中继处分别采用放大转发(Amplify-and-forward, AF)和解码转发(Decode-and-forward, DF)两种协议进行传输,在主用户通信服务质量得到保证和认知用户传输功率受限的条件下,建立以认知中继网络的吞吐量最大化为目标函数的优化问题。采取拉格朗日乘子法与Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件相结合的方案来实现优化问题中最优功率的分配。最后,仿真结果不仅验证了所提方案的有效性,还表明了DF中继协议下认知中继网络的吞吐量优于AF中继协议。     

异构无线网络的认知节点位置分析

针对异构无线网络的协同频谱感知的检测能力问题,提出了一种基于信号相关特性的协同判决策略,采用环状对称的认知节点预布置方法来提高预定区域内主用户的检测能力.通过对称布置认知节点对之间的协同检测来减少隐藏终端误判概率,解决双工状态的主用户检测问题并实现对处于接收状态的异构网络主用户的非协议解析.数值仿真验证了该认知节点预布...     

LTE中基于协作AODV协议的拥塞控制机制研究

针对LTE网络已有的拥塞控制算法无法适应分布式网络拓扑和复杂的网络环境以及自身效率低、开销大等问题,分析了LTE网络无线信道质量对AODV协议性能的影响,建立了基于路径损耗门限值的协同合作方式下的AODV路由机制,在此基础上,提出了一种基于队列长度和跳数的拥塞控制策略,分别通过LTE网络链路级仿真实验验证了改进后的基于协作路由协议的无线TCP拥塞控制机制的性能。数学分析和仿真结果表明,所提协作拥塞控制机制与传统的TCP拥塞控制机制相比,在平均丢包数、队列长度抖动、时延、时延抖动和吞吐率等方面均具有良好的性能。     

认知无线网络多用户协同频谱感知协作机制研究

认知无线电技术被公认是下一代无线网络的核心架构之一,频谱感知是认知无线电实现的核心手段。通过分析现有的协同频谱感知模型,证明了在多用户进行协同频谱感知的情况下,所有用户进行协同频谱感知所得到总体信道利用率是最高的;进而设计策略促使所有的非授权用户积极进行协同频谱感知,并对所设计的策略进行仿真验证。仿真结果表明,所设计的策略可以有效地促进非授权用户进行协同频谱感知,从而提高频谱资源的整体利用率。     

Signal transmission model for the substations grounding grid

The signal of the wireless sensor network in grounding grid, owing to energy loss, network congestion, path constraints and other factors, is easy to delay even partially losing. In order to ensure that the signal can be transmitted effectively in grounding grids for the substation, this paper presents a method based on traffic model of back-off balanced multiple sensor network cooperation model. As we all know, cognitive radio (CR) technology is adopted in multi-channel wireless networks to provide enough channels for data transmission. The MAC protocols should enable the secondary users to maintain the accurate channel state information to identify and utilize the leftover frequency spectrum in a way that constrains the level of interference to the primary users. We proposed a novel cooperation spectrum sensing scheme in which the secondary users adopt backoff-based sensing policy based on the traffic model of the primary users to maximum the throughput of the network. To obtain the full accurate information of the spectrum is a difficult task so that we propose the backoff sensing as a sub-optimal strategy. Since the secondary users sense only a subset of the channels in our proposed scheme, less time is spent to get the channel state information as more time is saved for the data transmission. And while dealing the signal data, I combine the intensity transfer method instead of the priority method. This can effectively reduce the network congestion, to ensure that the main information can be transfer well. It is also very useful to signal transmission for the Multi-sensor in Substations Grounding Grid (SGG).     

动态阈值的双门限协作感知方法

随着通信技术的提高和通信应用的增多,无线频谱资源越来越匮乏.许多分配到资源的主用户利用率很低,认知无线电技术希望没有分配到资源的次用户合理使用主用户频谱来提高频谱的利用率.频谱感知技术关系到认知无线电中次用户对空闲频谱的使用机会,是认知无线电的关键技术之一.就是在已有的感知技术的基础上,提出了新的感知手段.在认知无线电网络中,不同的次用户由于与主用户距离以及自身所处环境的噪声影响不同,它们的信噪比一般是不一样的.这里采用的动态阈值的双门限协作感知方法,是对传统双门限能量感知方法的改进,通过充分考虑次用户之间的差异性来提高感知的性能.首先,根据对检测和虚警概率的要求,过滤掉一部分检测能力不满足条件的次用户.同时,每个次用户的用于能量感知的双门限会根据它们各自信噪比的不同而动态变化.通过与单门限能量感知以及传统双门限能量感知方法进行比较,可以看出本文提出的感知方法一定程度上提高了系统整体感知的性能.     

多跳多接口无线网络中的协作路由

协作通信可以利用空间分集效应抵抗无线信道衰弱而得到广泛关注。在多业务流多跳多接口无线协作网络中,研究联合路由选择和协作节点分配的最优化问题,将最大化最小业务流速率的联合优化问题建模为混合整数线性规划问题。针对这个问题提出一种基于分支定界的启发式算法JFRBB。JFRBB算法基于分支定界的思想是将原问题分解为多个子问题通过迭代获得最优解。仿真实验结果表明,JFRBB下的多接口协作网络获得的传输速率、聚合流量明显优于多接口无协作网络和单接口协作网络的性能。