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无线传感网安全路由技术研究

作　者: 黄超
导　师: 管有庆
学　校: 南京邮电大学
专　业: 信息网络
关键词: 无线传感网安全安全路由
分类号: TN915.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

无线传感网常应用于无人值守的不安全区域，这样需要对安全问题进行关注。然而传感节点资源和计算能力有限，因此与传统计算机网络相比，无线传感网的安全问题面临着新的挑战。本文提出一种无线传感网层次路由安全方案。在网络初始化阶段，该方案能够高效建立簇并且分配密钥；在数据传输阶段，建立安全的传输信道，防范攻击者俘获传感节点后对现有的网络进行攻击，如：窃听，截取及修改数据和DoS（Denial of Service，拒绝服务）等攻击；采用轻量级的安全方案即基于RC5（Ron’s Code 5，罗恩的代码5）的密钥协商和认证方案，实现语义上的安全；为了防止Sybil（女巫方式）攻击，采用完整的簇内双向（echo-back）认证方案；通过周期性更换全局密钥机制有效降低了节点俘获后入侵者攻击获得全局密钥的风险，保证传输数据的机密性，完整性和及时性。最后使用NS2（Network Simulator version 2，网络仿真版本2）仿真，并对各种攻击产生的影响进行了评估。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
专用术语注释表  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 背景介绍  9
  1.2 相关研究  9-11
  1.3 研究内容  11
  1.4 论文组织  11-13
第二章 LEACH 路由协议  13-18
  2.1 LEACH 协议概述  13-14
    2.1.1 LEACH 协议  13-14
  2.2 LEACH 协议描述  14-16
    2.2.1 广播阶段  15-16
    2.2.2 簇建立阶段  16
    2.2.3 时隙创建  16
    2.2.4 数据发送阶段  16
  2.3 LEACH 协议安全分析  16
  2.4 针对LEACH 协议攻击  16-17
  2.5 本章小结  17-18
第三章安全路由协议设计  18-24
  3.1 安全路由协议设计思想  18-19
  3.2 簇内密钥协商  19-20
    3.2.1 簇头广播  19
    3.2.2 节点发送加入消息  19-20
    3.2.3 簇头发送时隙  20
  3.3 数据发送  20-21
  3.4 簇头向BS 发送数据  21-22
  3.5 本章小结  22-24
第四章安全路由协议实现  24-46
  4.1 协议中涉及符号说明  24
  4.2 协议中涉及函数说明  24-25
  4.3 簇内密钥协商  25-27
  4.4 簇内数据发送  27-28
  4.5 簇头节点向基站发送数据  28-30
  4.6 实现环境介绍  30-32
    4.6.1 LEACH 源代码结构分析  31-32
  4.7 安全模块在NS2 协议栈中的位置  32
  4.8 安全模块实现  32-39
    4.8.1 消息加密/解密模块  32-34
    4.8.2 消息构造模块  34-36
    4.8.3 消息处理模块  36-39
  4.9 安全模块测试分析  39-45
    4.9.1 消息加/解密模块测试  39-42
    4.9.2 安全模块测试  42-45
  4.10 本章小结  45-46
第五章系统集成测试与分析  46-51
  5.1 仿真环境描述  46-47
  5.2 安全路由协议和LEACH 对比  47-48
    5.2.1 未对无线传感网采用攻击  47
    5.2.2 对无线传感网采用Sybil 攻击  47-48
  5.3 安全协议的安全性分析  48-50
    5.3.1 安全协议针对攻击的防范  48-49
    5.3.2 与其他安全协议比较  49-50
  5.4 本章小结  50-51
第六章结束语  51-52
  6.1 研究工作总结  51
  6.2 未来展望  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-56
附录一实现类函数说明  56-59
附录二原型系统部分代码  59-65
发表论文或申请专利  65

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