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无线传感器网络中数据融合的安全性研究

作　者: 石永红
导　师: 黄建华
学　校: 华东理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 数据融合 CDMA 选举入侵检测
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 69次
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内容摘要

近年来,随着无线传感器网络的不断发展,其信息安全问题也越来越受到人们的重视。数据融合技术作为无线传感器网络中的一项支撑技术,其安全问题一直备受瞩目。在融合网络中,融合节点担任着融合数据的重任,其融合结果包含了大量的有效信息,因此,融合节点成为了网络中被攻击的焦点。如何保障融合节点的安全,更为重要的是,如何保证融合结果的准确性和有效性,成为近几年众多学者研究的热点问题。Du等人提出的基于证人的安全保障方法和Pai等人提出的直接投票机制都在一定程度上解决了数据融合的安全问题,但依然有很多不足,例如判定融合结果是否有效的时间过长,对存在异常活动的节点(包括故障节点和被入侵节点)处置不当等。本文提出了一种快速的、可容忍的选举机制(A Fast and Tolerant Voting Mechanism,简称FTVM),很好地克服了上述问题。该机制采用了基于CDMA技术的MAC协议,保证了多个融合节点可以在同一信道内同时和基站通信,而不引起数据碰撞；同时,结合基站选取证人的方法,多个证人可同时递交自己的选票,从而大大地加快了选举进程。此外,本文还提出了一种基于统计异常的入侵检测方法。在此方法中,基站通过长期地监测节点的活动情况来判断节点是否被入侵,并替换被入侵节点,从而提高了网络的容忍性。最后,本文进行了一系列的模拟实验和比较分析,验证了FTVM的有效性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-18
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 研究现状  10-15
    1.2.1 基于证人的数据融合算法  10-12
    1.2.2 直接投票的数据融合安全机制  12-15
  1.3 研究内容和目标  15-17
    1.3.1 MAC层协议的研究  15-16
    1.3.2 数据融合安全性研究  16
    1.3.3 入侵检测方法研究  16-17
  1.4 本文的组织结构  17-18
第2章无线传感器网络概述  18-33
  2.1 无线传感器网络基本概念  18-20
    2.1.1 无线传感器网络简介  18-19
    2.1.2 无线传感器网络与移动Ad Hoc网络的异同  19-20
  2.2 通信与组网技术  20-22
    2.2.1 网络体系结构  20-22
  2.3 无线传感器网络的支撑技术  22-28
    2.3.1 定位技术  22-23
    2.3.2 数据融合  23-26
    2.3.3 时钟同步技术  26-27
    2.3.4 能量管理  27-28
  2.4 安全问题概述  28-32
    2.4.1 安全需求  28-30
    2.4.2 攻击与威胁  30-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章 MAC层协议研究  33-39
  3.1 MAC层协议简介  33-37
    3.1.1 基于竞争的MAC协议  33-34
    3.1.2 基于时分多址的MAC协议  34-36
    3.1.3 其他类型的MAC协议  36-37
  3.2 在无线传感器网络中使用CDMA技术  37-38
  3.3 本章小结  38-39
第4章基于CDMA的数据融合安全机制  39-49
  4.1 数据融合网络模型  39-40
  4.2 一种快速的、可容忍的数据融合安全机制  40-45
    4.2.1 一种快速的、可容忍的选举机制-FTVM  40-43
    4.2.2 基站选取证人的方法  43-45
  4.3 基于统计异常的入侵检测技术  45-46
  4.4 FTVM性能分析  46-48
  4.5 本章小结  48-49
第5章实验及分析  49-61
  5.1 实验设置  49
  5.2 实验结果及分析  49-60
  5.3 本章小结  60-61
第6章总结与展望  61-63
  6.1 本文总结  61-62
  6.2 展望  62-63
参考文献  63-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间发表的论文  66

无线传感器网络中数据融合的安全性研究

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