无线传感器网络安全研究进展

无线传感器网络(WSN)在军事、民用等领域的广泛应用,迫切需要有效的安全机制来解决其所面临的安全问题.由于WSN节点处于不确定的非可信环境,使得WSN面临着不同于传统计算机网络的挑战性安全问题.分析了WSN对安全的需求;给出了影响WSN安全问题的主要自身特点;综述了WSN安全的若干挑战性问题;总结了WSN安全面临的主要威胁;详细分析了WSN的若干尚待解决的关键安全技术问题.     

无线传感器网络安全分簇问题研究

由于受到能量、通信带宽、计算能力能条件的制约,无线传感器网络(WSN)通常会采用分簇结构,这样可以达到提高网络容量、进行网络管理、优化路由和增强网络扩缩性的目的。但分簇结构也存在一些缺点,特别是安全问题。本文探讨了WSN的分簇架构、策略,以及分簇结构中的安全问题,重点阐述了目前分簇结构中常用的安全策略。     

基于二项分布的无线传感器网络信任管理系统

由于无线传感器网络不同于传统网络的特点,导致其很容易受到来自妥协节点的内部攻击。信任管理系统是防御无线传感器网络内部攻击的最有效方法。针对无线传感器网络节点信誉和信任的评估,我们改进了用于无线传感器网络的基于贝塔的信誉系统BRSN( Beta Reputation System for Sensor Networks),提出了基于二项分布的无线传感器网络信任评估系统BTMS( Binomial-based Trust Management System)。 BTMS基于对节点行为的监控,利用二项分布来描述节点信誉的分布,并进一步得到节点信任值,从而指导中继节点的选择,降低内部攻击的危害。实验结果表明,利用BTMS可以有效的防御来自妥协节点的内部攻击,提高网络安全性。     

基于信任的无线传感器网络安全路由研究

通过分析无线传感器网络安全路由受到的攻击,以及对应的防御手段,提出了目前安全路由协议存在的主要问题.以信任研究为出发点,克服现有的安全路由协议的不足.从信任关系的角度设计无线传感器网络的安全路由协议,并且根据安全路由的安全目标,给出了基于信任的安全路由协议的设计的框架模型以及基于信任的安全路由的基本要求和设计原则.最后对无线传感器网络中基于信任的安全路由技术的研究进行了展望,提出了研究进一步发展的方向.     

基于分簇的无线传感器网络中信任节点的研究

对节点的信任值进行研究,来判断节点是否值得信赖。对节点的信任要素进行分析,重点介绍分簇的无线传感器网络(WSNs)中信任的计算模型。在该模型中,综合直接信任和信誉给出信任度的计算方法。直接信任度采用基于贝叶斯评估方法,在推荐信任度的基础上描述信誉。仿真结果表明:在识别恶意节点和簇头选举时显示出该模型的优越性。     

磁耦合谐振技术的无线可充电传感器节点设计

结合磁耦合谐振技术,设计了一款基于磁耦合谐振的无线可充电传感器节点.该节点不仅能够实现数据采集和传输,还能通过磁耦合谐振实现能量补充,从而解决WSNs能量受限问题.结合可充电节点的设计要求,基于模块化设计思想,给出其软硬件设计;采用双电源设计架构,以及能量监控和管理,实现节点能量获取与数据传输互不影响.实验结果表明,本文设计的无线可充电传感器节点满足设计要求,使构成无线可充电传感器网络成为可能.     

无线传感器网络安全威胁及对策

海军工程大学电子工程系湖北430000摘要：无线传感器网络作为一种新兴的技术,在军事监控,环境监测等领域有着重要的应用。但是由于无线传感器网络本身的限制,使得无线传感器网络安全很难得到保证,严重制约了无线传感器网络的应用。本文针对无线传感器网络的特点,分析了无线传感器网络的安全需求,介绍了无线传感器网络协议栈各层面临的主要安全威胁及相应的防御对策,研究了无线传感器网络安全机制。     

无线传感器网络安全综合研究与分析

从无线传感器网络的安全挑战、安全需求、可能受到的安全攻击及相应的防御方法以及安全体系等方面对目前国内外开展的研究进行了较系统的总结,有助于了解当前无线传感器网络安全研究进展及现状.     

无线传感器网络安全广播通信研究

无线传感器网络被广泛应用于环境观测和预报,广播通信安全是一个极具挑战性的问题。文章提出了一种新的基于消息验证码(MAC)的广播认证方案。该方案充分利用目前无线传感器网络部署中广泛使用的分簇结构,结合1-bit/密钥的MAC,在合理利用传感器网络有限资源的情况下,实现了广播通信的可靠认证,并具有完整性和时效性。     

无线传感器网络的信任模型研究

无线传感器网络环境下的信任模型作为密码技术的有效补充,在抵抗内部攻击、识别故障节点等方面发挥着重要作用,可应用于安全路由、安全数据融合等,用以提高系统的安全性、可靠性和公平性;分析了无线传感器网络环境下信任模型的特性,详细介绍了信任模型的评价指标;选取4种典型的信任模型进行评述,分析其优势和不足,并根据各项评价指标进行比较;最后指出目前研究中存在的问题,并展望了进行后续研究的切入点。     

一种可信无线传感器网络安全方案研究

针对WSN缺乏有效管控的安全问题,提出一种可信WSN安全方案-TWSN(Trust Wireless Sensor Networks).依据可信网络“可认证、可评估、可控制”的思想,TWSN采用双向身份认证协议、“分级按需”的密钥分发机制和基于节点可信度的路由机制实现WSN的可认证、可评估,通过采用两层分簇结构和定义多种角色和可信级别的节点实现WSN的可控制.安全分析和模拟仿真表明,TWSN方案能有效应对各种常见的WSN攻击,并具备良好的节点能耗均衡特性.     

基于信任机制的无线传感器网络可靠传输路由协议

在无线传感器网络中,针对异常事件监测时会出现大量数据发送引起网络拥塞、数据包无法可靠传输的问题,提出一种基于信任机制的可靠传输路由协议(RTRPT)。该协议提出了梯度分簇模型以选取簇头节点。在无异常事件发生时,通过转发能量阈值找出传输数据的邻居节点,进行数据传输。同时对这些节点进行转发概率与历史信任度计算得到直接信任度,再通过这些节点交互间接评价得到间接信任度。将直接信任度、间接信任度、距离度量和剩余能量作为评价指标,量化后通过熵权法得到邻居节点的综合信任。在异常事件发生时,节点仅需选择综合信任度最大的邻居节点作为转发节点,建立路由路径。使用OMNeT++进行仿真验证,RTRPT与TSRP、ESRT相比,在传输大量数据包时节点丢包率分别降低69.4%、52.7%;节点传输延迟分别降低53.6%、34.8%;网络生命周期分别延长32.5%、15.7%。仿真结果表明,RTRPT能有效减少丢包、降低传输延迟、延长生命周期。     

基于聚类分析的可信网络管理模型

针对可信网络中动态信任模型对终端用户行为信任评估有效性问题,提出一种新的基于聚类分析的可信网络管理模型。该模型在传统信任模型的基础上引入聚类分析方法,从行为预期的角度研究用户的行为信任。通过对用户的历史行为数据进行聚类分析以构建行为预期,并利用行为预期评估用户行为,最后以信任评估结果为依据实现对网络中的用户的管理。实验表明该模型可以对长期接入的正常用户产生稳定的信任评估结果,同时迅速发现并隔离恶意用户,对可信用户与不可信用户有较高的区分度,与传统的信任模型相比具有更高的准确度及效率,达到了提高网络可信性的目的。     

分簇无线传感器网络的动态混合密钥管理策略

针对现有无线传感器网络密钥管理中计算量过大、存储空间过多和管理不够灵活的问题,在分簇结构无线传感器网络基础上,定义了数据在无线传感器网络中的通信格式以及在网络动态管理中所需的管理矩阵,混合了对称密钥管理策略中密钥产生的快捷性和公钥管理策略的安全性,实现了密钥的动态更新和网络的动态密钥管理。最后分析所提出的策略,对比现有成熟的密钥管理策略,证明了所提策略具有更好的特性。     

基于能量强度的簇区分路由方法研究

传感器节点体积微小,通常携带能量十分有限的电池。由于传感器节点个数多,成本要求低廉,分布区域广,而且部署区域环境复杂,有些区域甚至是人员不能到达的,所以传感器节点通过更换电池的方式来补充能量是不现实的。如何高效使用能量来最大化网路的生命周期是无线传感器网络面临的首要挑战。为了提高网络的寿命,目前人们已经提出了很多基于网络层的路由协议。比较研究了传感器网络现有的路由协议,参考LEACH分簇算法和MTP协议,提出了一种在MTP协议基础上将LEACH分簇思想引入进来的改进方法,即在基于能量强度将网络节点分层后,再在各层上进行簇区分,均衡各传感器节点的能量来提高网络的寿命。实验表明该路由算法可提高网络寿命。     

基于OCBC的WSNs分簇优化策略

针对无线传感器网络(WSNs)能量负载不均衡问题,为延长网络生存周期,提高能量利用效率,提出了一种基于OCBC的分簇优化策略.首先,通过经线和纬线对网络进行非均匀划分,同时根据节点的地理位置和剩余能量来竞选簇首.然后,非簇首节点选择距离较小且能量较大的簇首加入,从而构建成簇.仿真结果表明:该策略很好地促进了网络能耗均衡,延长了网络生命周期.     

一种能量高效的无线传感网分簇路由算法

针对无线传感网节点能耗不均造成的生命周期短的问题,提出一种能量高效的无线传感网分簇路由算法（NUC&GDF）。该算法从三个方面对无线传感网的路由进行优化;a）改进簇首选举机制,选择合适的簇首;b）改进簇首节点成簇半径规则,形成合理的簇规模大小;c）在簇首与基站的稳定数据传输过程中,引入改进的梯度下降法强化学习来计算权值最小的自适应无线簇间路由。实验结果分析表明,提出的算法性能比LEACH算法、LEACH-C算法以及DEBUC算法更优;在网络规模为100 m×100 m时,网络生命周期分别提高约50.3%、21.5%、16.4%,能更有效地延长网络生命周期。