基于完全层次树的无线传感器网络密钥共享方案研究

无线传感器网络由于其自身的特性,如计算资源、能量、存储资源以及带宽的局限性从而面临巨大的安全问题,较普通网络更易受到外界的攻击.研究了一种在无线传感器网络中使用的完全层次树的节点密钥共享方案,该方案使任意两个节点之间共享若干密钥.理论和应用分析显示所提出的方案具有有效性和安全性的特点.同时,通过相关方案比较表明该方案较其它方案更适合无线传感器网络,可以有效的抵御一类Rushing引起的网络DoS攻击.     

基于抗局部攻击的无线传感器网络定位方法

为了解决无线传感器网络定位过程中的常见安全问题,提出了一种抗攻击的定位方法.该方法通过高效的认证机制和检测机制帮助待定位节点验证信标节点的合法性及检测定位信息的可靠性,筛选出值得信赖的定位信息用于节点的定位计算,能够有效抵御定位过程中的女巫攻击和虫洞攻击.实验结果验证了该方法能够在存在安全威胁的网络环境下,有效提高无线传感器节点的定位精度.     

基于信任模型的WSNs安全数据融合算法

为了抵御无线传感器网络内部的恶意攻击行为和故障节点的误操作行为对数据融合结果的影响,提出一种基于信任模型的多层不均匀分簇无线传感器网络安全数据融合算法.该算法基于多层不均匀的分簇网络拓扑实现安全数据融合能够有效均衡网络中节点的能耗.通过节点间的通信行为和数据相关性建立信任评估模型,并引入动态的信任整合机制和更新机制,实现簇内和簇间的信任评估,选择可信融合节点并将可信节点所收集的数据进行基于信任值加权的数据融合.仿真实验表明,该算法能够实现精确的信任评估,有效识别内部恶意攻击节点,得到的数据融合结果具有较高的精确度,实现了安全的数据融合.     

基于混沌理论的身份认证方案

基于混沌理论和一次性口令认证技术, 提出一种可以抵御常见攻击的身份认证方案. 解决了常规一次性口令认证方案不能抵御小数攻击、 明文传送迭代次数不安全以及传统Hash函数存在易于找到碰撞安全漏洞的问题, 该方案用混乱和散布性质好、 抗碰撞能力强的混沌Hash函数代替传统的Hash函数, 用混沌置乱排序算法产生的迭代次数代替网上明文传输的迭代次数, 具有较高的安全性.     

无线传感器网络可认证密钥协商协议

从增强网络安全性和降低节点能耗出发,论述无线传感器网络采用椭圆曲线密码体制进行密钥管理的必要性和可行性.基于椭圆曲线密码理论研究设计了一种适用于无线电传感器网络的可认证的新密钥协商协议,并对该协议进行验证分析,证明该协议能有效抵制节点被俘、消息重放和身份假冒等攻击,安全性高,消耗资源小,可扩展性强.     

一种改进的移动IP注册认证协议

通过分析一种移动IP注册认证协议的安全性,提出了一种新的移动IP注册认证模型.该协议在保持原有协议特点的同时,能够提供更高的安全性,从而有效地抵御重放攻击和中间人攻击等安全威胁.     

无线传感器网络CPKAI密钥管理方案

公钥能提供对称密钥无法提供的高安全等级。基于身份的加密技术密钥管理简单、无需第三方参与,但计算复杂度较高,不适用于无线传感网;组合公钥技术存储要求低而认证规模巨大,可在芯片级实现认证,适合无线传感网,但存在合谋攻击问题。基于身份的组合公钥认证方案,将上述技术进行优势整合,采用密钥因子矩阵取代双线性映射生成密钥,有效地降低了加密/解密计算的复杂度,从而节省了网络能耗;密钥因子矩阵基于簇生成,极大地减少了密钥存储空间,并抵御了合谋攻击。从理论上分析了方案的安全性,并通过仿真实验,证明方案在计算复杂度和能效方面具有较大的优势。     

多媒体社交网络中无注册中心的三因子多服务器认证方案（英文）

由于越来越多的人们使用多媒体社交网络来共享多媒体信息或从多媒体社交网络中获取多媒体信息.因此,多服务器认证在多媒体社交网络中扮演着重要的角色,它可以防止用户在单服务器认证机制中需要注册到每个服务器并记住每个密码.最近,Chaudhry指出Lu等人提出的两个多媒体社交网络三因子多服务器认证协议存在假冒攻击和没有保护用户匿名性的问题.为了解决这些问题,Chaudhry提出了一个安全性增强的改进方案,并声称他的方案是安全的.然而,在本文中,我们发现他的改进方案缺乏完美的前向安全性和会话密钥安全,并且容易受到内部假冒攻击和中间人相遇攻击.因此,提出了一种新的无注册中心的三因子多服务器认证协议.利用基于应用pi演算的形式化验证工具ProVerif进一步证明了该方案的安全性,并通过与相关方案的比较,证明了该方案具有较高的计算效率.     

多点协作复制攻击检测研究

在实际应用中,许多无线传感器网络是一个多功能的异构网络,同时存在静态网络和移动网络,这对节点复制攻击检测是一个极大的挑战。利用静态网络和移动网络相互协作实施检测,提出一种协作式检测方案,实现了节点复制攻击的检测与防御。通过实验对方案中的静态网络检测的密钥对预分配方案(PTPP)和移动节点复制攻击检测的协作式检测方案(CCD)进行了验证。分析表明,该方案具有较好的安全性和可以接受的成本和开销,是一种实用的异构无线传感器网络的节点复制攻击检测方案。     

基于相邻节点协作的无线传感器网络安全协议

为了解决无线传感器网络(WSN)密钥管理与认证协议设计中节点频繁的信息交换所带来的能量消耗过大的问题,提出了一种基于相邻节点协作的改进型密钥分配方案.该方案在节点密钥建立过程中加入了相邻节点的相关信息,结合密钥预分配技术,在提高系统抗毁性的同时,进一步降低了节点密钥建立的通信成本.与LEAP、NEKAP进行比较,结果表明,密钥分配方案在安全认证、抵御重放攻击以及节能等方面更具优势.     

无线传感器网络中一种高效的安全数据融合协议

为了降低无线传感器网络能耗,保障网络安全,设计了一种基于模式码的安全数据融合算法。在传感器网络中借助于模式码进行数据融合,保障采集数据的安全,采用模糊算法获取传感器节点采集数据的状态,只将紧急数据和变化了的一般数据的模式码送到簇头进行处理,实现了网络能耗的最小化。     

基于信任云的簇化层次式WSN安全路由方法

如何能量高效地保障无线传感网的路由安全一直是一个巨大的挑战。提出一种基于信任云的簇化层次式无线传感网安全路由算法(trusted cloud-based secure routing algorithm,TC-SRA),建立基于信任云的无线传感网安全骨架,通过簇化层次式拓扑实现网络节点的高效管理,从兼顾能效和安全的角度提升无线传感网的路由性能。仿真测试结果表明,所提出的算法不仅为无线传感网的路由安全实现提供了新思路,而且能有效控制网络节点的能耗,保障网络生命周期。     

无线传感器网络中一种高效的安全数据融合协议

为了降低无线传感器网络能耗,保障网络安全,设计了一种基于模式码的安全数据融合算法。在传感器网络中借助于模式码进行数据融合,保障采集数据的安全,采用模糊算法获取传感器节点采集数据的状态,只将紧急数据和变化了的一般数据的模式码送到簇头进行处理,实现了网络能耗的最小化。     

考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法设计

传统方法设计无线传感网络路由中,往往忽略了节点的能量消耗以及不同节点能耗的差异性,导致节点分布不均匀,路由平衡度较差,整体开销成本较大,能耗高等问题。为此,提出了考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法。构建节点能耗模型,建立无线传感网络梯度和传感器节点之间的信息素,结合蚁群算法求解整体能耗模型,实现无线传感网络平衡路由的算法设计。实验结果表明,所提方法可提高无线传感网络中节点的均匀分布能力,降低整体能耗开销,减少能量消耗,有效实现无线传感网络平衡路由的算法设计。     

基于证据理论加权融合的无线传感器网络路由算法

针对当前无线传感器网络路由算法存在数据传输成功率低、 网络时延长和丢包率高等缺陷, 为获得更优的数据传输结果, 提出一种基于证据理论加权融合 的无线传感器网络路由算法. 首先引入聚类分析算法对无线传感器网络进行分簇, 使簇首的分布更均匀, 解决簇首过于集中、 簇成员节点分配不合理的问题; 然后采用证据理论计算剩余能量、 节点间通信距离、通信能耗的权值, 并根据权值对每个节点的性能进行综合评价, 根据综合评价结果选择每个簇最合理的簇首; 最后与其他无线传感器网络路由算法进行对比测试. 测试结果表明, 相对于对比算法, 该算法数据时延均值和丢包率均大幅度减少, 改善了数据传输成功率, 使节点之间的能耗更均衡, 延长了无线传感器网络的生存周期, 建立的无线传感器网络路由可靠性更高.     

基于证据理论加权融合的无线传感器网络路由算法

针对当前无线传感器网络路由算法存在数据传输成功率低、 网络时延长和丢包率高等缺陷, 为获得更优的数据传输结果, 提出一种基于证据理论加权融合 的无线传感器网络路由算法. 首先引入聚类分析算法对无线传感器网络进行分簇, 使簇首的分布更均匀, 解决簇首过于集中、 簇成员节点分配不合理的问题; 然后采用证据理论计算剩余能量、 节点间通信距离、通信能耗的权值, 并根据权值对每个节点的性能进行综合评价, 根据综合评价结果选择每个簇最合理的簇首; 最后与其他无线传感器网络路由算法进行对比测试. 测试结果表明, 相对于对比算法, 该算法数据时延均值和丢包率均大幅度减少, 改善了数据传输成功率, 使节点之间的能耗更均衡, 延长了无线传感器网络的生存周期, 建立的无线传感器网络路由可靠性更高.     

An Efficient Key Management Protocol for Wireless Sensor Networks

Key management is a fundamental security service in wireless sensor networks. The communication security problems for these networks are exacerbated by the limited power and energy of the sensor devices. In this paper, we describe the design and implementation of an efficient key management scheme based on low energy adaptive clustering hierarchy（LEACH） for wireless sensor networks. The design of the protocol is motivated by the observation that many sensor nodes in the network play different roles. The paper presents different keys are set to the sensors for meeting different transmitting messages and variable security requirements. Simulation results show that our key management protocol based-on LEACH can achieve better performance. The energy consumption overhead introduced is remarkably low compared with the original Kerberos schemes.     

改进LEACH的传感器网络分簇路由算法

针对当前无线传感器网络分簇路由算法存在的节点能耗不平均、 节点过早死亡等缺陷, 提出一种改进低功耗自适应分簇(LEACH)的无线传感器网络路由算法. 首先针对无线传感器节点过早死亡的问题, 引入簇半径动态确定方式, 将整个无线传感器网络划分为多个不均匀的簇; 然后考虑簇首能量消耗过快的问题, 结合簇首所在位置和节点剩余能量选择每轮中的簇首; 最后改进数据传输机制保证节点能量消耗均衡, 并在MATLAB 2014平台上对无线传感器网络分簇路由算法的性能进行测试. 测试结果表明, 改进LEACH算法较好地解决了节点过早死亡的难题, 延长了无线传感器网络的寿命, 平衡了各节点能量消耗, 整个无线传感器网络的性能显著优于其他对比算法.     

一种基于无线传感器网络安全的能量优化路由算法

针对无线传感器网络节点能量利用效率、能量消耗不均衡和安全威胁而导致的网络寿命和网络功能受到影响等问题,提出了一种基于网络安全的能量优化路由算法.在网络中建立安全信任评估机制,借用物理学中势场的概念,利用节点深度、区域能量、剩余能量和安全信任值信息建立4个势场,并将它们统一成一个整合的势场.利用该势场函数确定节点数据包传输的下一跳方向,来达到对传感器网络能量利用效率、能量均衡和安全性的优化.通过仿真实验验证了算法的有效性.     

基于混合PSO的无线传感网安全分簇算法

为了合理有效地管理和维护无线传感网络中的节点,提出基于混合粒子群算法的安全无线传感网分簇算法,基于网络的安全性和节点的信任度问题,在分析粒子群优化算法的基础上,引入局部最优解对最优解搜索过程的影响。在适应度函数中,该方法将节点剩余能量、与其他节点的连接性能以及安全信任度作为主要评价指标,把粒子群算法多次迭代得到的适应度值最高的节点作为簇首节点。通过实验对比了该算法与LEACH和MCBMC算法对节点生命周期的影响。结果表明,在不同恶意节点数量和不同节点密度的情况下,该算法能使无线传感网络具有较长的生命周期。