无线传感器网络的安全问题进行分析研究

【摘要】：无线传感器网络(WSN)是由大量传感器节点组成的自组织网络。考虑到目前网络安全问题的存在,有大量研究从不同角度关注无线传感器网络的安全问题,目的是确保这些网络能够有效地运行。在安全问题方面,无线传感器网络和传统无线网络所遇到的问题会因各自网络的特点而有很大的不同。由于传感器节点的资源是有限的,处理能力,存储空间,能量,以及其他因素可以防止有效的安全协议和算法直接应用到无线传感器网络,从而导致更大的安全风险。随着无线传感器网络的广泛应用,无线传感器网络所遇到的安全问题越来越受到人们的关注。因此,确定最有效的措施,确保无线传感器网络的安全已经成为一个常见的问题。本文针对无线传感器网络的安全问题进行研究,以寻找更新的方法来提高这些网络的安全性,从而促进它们更好地发展。我们的目标是在更大的无线传感器网络中实现网络平衡,并获得具有最小偏差和能量拓扑的网络。首先,我们介绍了论文的架构,包括文献综述,WSNs概述,问题各个方面,我们的研究目标,以及论文提纲。第二章,对无线传感器网络的相关技术进行了总结,如无线传感器网络的概念、架构、协议栈等,并对其应用进行了详细的分析,从而为研究奠定理论基础。第三章,提出了一种基于阈值机制的无线传感器网络安全密钥分配方案。与TMPJ方案需要对分布式密钥进行完全检索不同,该协议采用了 Hran秘密共享,有效地减少了恢复密钥所需的分布式密钥数量。通过引入拉格朗日方法,改进TMPJ多项式方法的实现,该方法广泛应用于数值积分中的多项式逼近中,可以以个数最少的离散点有效表示多项式。为了增加共享密钥的实体的数量,本文还建议分配虚拟节点来共享密钥。该方案在Windows 7个人电脑上进行了数值模拟,然后比较在不同集群大小下完成密钥重构的时间。第四章,提出了一种改进的自私节点激励机制模型。提高了无线传感器网络的稳定性和可靠性。我们还讨论了动态机制在分析节点间信任关系演化趋势中的应用。在近年来,该我们的方法提高了无线传感器网络的稳定性和可靠性,同样的情况下,不合作节点策略和条件合作节点策略的偏差只有0.031和0.036。因此,由于偏差很小,该仿真的时间更短。第五章,提出了一种基于进化博弈理论的无线传感器网络主动防御模型。利用进化博弈论分析了带有恶意节点的无线传感器网络的可靠性和稳定性。在理性节点的策略空间中加入防御模型,建立防御机制,迫使恶意节点放弃攻击,甚至转向合作策略因此,本文认为可以提高无线传感器网络的稳定性和可靠性。通过数值实验对提出的防御模型进行了评价,这些结果验证了我们的结论,理论分析表明,在节点数为10000的大型无线传感器网络中,与现有的算法相比,我们的方法具有更低的能耗,更低的偏差,也有更大概率快速切换到各节点的协同策略。在协作情况下,恶意节点的平均中值为1。但在不协作情况下,攻击节点策略和恶意节点的平均与中值均为零当攻击者和恶意节点达到平衡状态之后,为了实现更低功耗,防御方策略接近于零。在论文最后,对本文的贡献进行了概述,对研究的局限性进行了评述,从而为之后的研究提供指导。