无线传感器网络中的一种安全高效的路由协议

针对无线传感器网络中部分路由协议在设计时对安全性考虑不够的问题，本文提出一种安全高效的路由协议-STEEN协议。该协议是在TEEN（Threshold sensitive Energy Efficient sensor Network protocol）路由协议的基础上，以增强路由安全性同时兼顾网络的能量消耗为目标而设计的。该协议通过预置密钥和采用随机密钥对密钥管理的方法，解决了节点间的认证和安全通信的问题，增强了网络的安全性。通过安全性分析可以看到，该安全路由协议可防御多种针对网络层的攻击。     

基于簇的无线传感器网络密钥管理方案

为提高无线传感器网络安全强度,通过分析已有的典型密钥管理方案,结合具体的应用领域,提出一种基于簇的无线传感器网络密钥管理方案（CKMS:Cluster\|based Key Management Scheme）。该方案包括5种类型密钥与密钥更新机制,同时支持网络扩展。相对现有的密钥管理方案,此方案具有较小的通信开销和计算开销,占用较少的存储空间并且连通性好。     

基于博弈论的无线传感器网络分簇路由协议

针对基于无线传感器网络的大田农业智能灌溉系统,分析了灌溉控制子网的网络拓扑结构,设计了一种分布式二级路由协议(DTTR).该协议由簇内路由和簇间路由2个部分组成,前者采用基于TDMA的星型单跳组网方式,后者采用多跳Mesh组网方式.在簇间多跳路由算法中引入博弈理论,利用多阶段有限次重复博弈及基于LQI的链路质量度量方法,较好地解决了网络在多种约束下的均衡问题.分析与仿真结果表明,与常用的MintRoute协议相比,DTTR协议能在保证数据传送可靠性的基础上平衡节点能量消耗,降低由于个别节点暂时能量耗尽而导致网络阶段性失效的危险,吞吐率提高约25%,剩余能量标准差降低约30%.     

无线传感器网络中一种基于簇结构的虫洞检测协议

提出一种新的适用于无线传感器网络的虫洞检测协议CBWDP (cluster based wormholedetection protocol).该协议在簇结构和新的通信策略基础上,能够采用简单的手段检测出内部虫洞节点并对其实现有效的隔离.同时该协议无需强的外在假设条件,具有易于部署的特性.仿真结果表明,CBWDP协议能够在不降低网络性能的同时有效检测和抵御虫洞攻击,从而保证了无线传感器网络环境的安全性.     

无线传感器网络高效节能分簇路由协议

针对LEACH协议簇头数不总是最优值和负载不均衡的问题,该文提出了高效节能分簇路由协议(EECR);采用固定簇头数目的方式,使其始终保持或接近最优值,选择簇内剩余能量最大的节点作为下一轮的簇头,并在所有簇头和sink之间建立路由树,使得簇头收集到的数据可通过路由树多跳传送到sink节点;相比于LEACH,EECR在节点节能性、负载均衡性和适用网络范围等方面都有较大提高.     

一种基于混沌策略的无线传感器网络分簇路由协议

提出了无线传感器网络的路由协议是无线传感器网络研究的关键技术,在延长网络寿命和减少节点能耗方面有着重要的作用,提出了一种基于混沌策略的无线传感器网络分簇路由协议,仿真实验结果表明:该协议能更好地延长无线传感器网络的寿命.     

一种改进的环形分簇无线传感器网络密钥管理方案

针对分簇无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)能量不均衡、连通率低和效率低等问题,提出一种方形环状密钥管理方案,详细描述了密钥管理全过程,包括：初始化、簇节点身份信息(identity document, ID)、簇间密钥管理、簇内密钥管理、节点通信、密钥更新和节点加入与退出等。其中,簇间密钥管理使用改进椭圆曲线迪菲-赫尔曼密钥交换(elliptic curve Diffie-Hellman key exchange, ECDH)的密钥协商方案,簇内密钥管理使用基于中国剩余定理的密钥分配方案。形式化安全分析证明方案的正确性和安全性,对多种已知攻击的非形式化分析证明方案可抵抗各种安全攻击;能耗分析表明方案具有较低的存储、计算和通信开销。因此,该方案在兼顾安全性的同时能有效降低能耗,适用于资源受限的WSN。     

一种能量高效的无线传感器网络分簇路由协议

针对决定性簇头选择 (deterministic cluster-head selection,DCHS）协议簇头阈值函数的不足,提出一种能量高效分簇算法(energy efficient clustering,EEC)协议。分析了低功耗自适应集簇分层型（low-energy adaptive clustering hierarchy,LEACH）协议及其改进协议DCHS的设计缺陷,设计了一种新的簇头选举机制,在选举簇头时,不仅考虑节点剩余能量,而且能够保证网络中簇头节点的数量,并且用码分多址 (code division multiple access,CDMA)机制使非簇头入簇,减少了对相邻节点的干扰。仿真结果表明,与LEACH和DCHS协议相比,EEC协议能有效地延长网络生存时间,且网络能耗更加均衡。     

无线传感器网络中的一种 安全高效的路由协议

针对无线传感器网络中部分路由协议在设计时对安全性考虑不够的问题，本文提出一种安全高效的路由协议－STEEN协议。该协议是在TEEN（Threshold sensitive Energy Efficient sensor Network protocol）路由协议的基础上，以增强路由安全性同时兼顾网络的能量消耗为目标而设计的。该协议通过预置密钥和采用随机密钥对密钥管理的方法，解决了节点间的认证和安全通信的问题，增强了网络的安全性。通过安全性分析可以看到，该安全路由协议可防御多种针对网络层的攻击。     

无线传感器网络路由协议安全问题分析

现有的针对无线传感器网络的路由协议的设计主要目标是保证通信的同时,降低节点的能耗,缺乏对路由安全性的考虑。因此这类路由协议存在众多安全隐患,易于受到攻击并且在很多领域无法有效应用。文中先就可能的针对各种路由协议的攻击类型做了分析说明。在此基础上,结合典型路由协议的算法思想和工作特点,对存在的漏洞和安全隐患做出分析。最后,找出几种典型的无线传感器网络路由协议各自的安全漏洞和易于受到的攻击类型。     

无线传感器网络安全与入侵检测研究

分析了影响无线传感器网络安全的因素和特点,比较了典型攻防策略,研究了无线传感器网络入侵检测模型,比较、分析了典型入侵检测算法,讨论了无线传感器网络安全待解决的问题及发展方向.     

无线传感器网络安全协议的研究分析

传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,是计算机、通信和传感器3项技术相结合的产物,目前成为计算机领域一个活跃的研究分支.在简要介绍传感器网络体系结构的基础上,深入研究分析了无线传感器网络安全所面临的问题和当前主要的安全协议,为今后进一步的研究工作奠定了基础.     

无线传感器网络入侵检测模型研究综述

随着无线传感器网络在众多领域的广泛应用,无线传感器网络的安全问题也显得尤为重要.入侵检测作为一种积极主动的深度防护技术,在传统网络中已经有了较多成熟的检测机制.由于无线传感器网络的特点决定了传统网络中的很多检测机制不能完全适用于传感器网络中.本文结合无线传感器网络体系结构研究了传感器网络入侵检测的典型模型,对比了检测模型的优缺点,最后提出了无线传感器网络入侵检测的研究趋势.     

一种实时无线传感器网络路由协议

针对传感器网络的特点,提出了一种具有实时性的路由协议.该路由协议可以保证端到端的数据传输具有确定的最大时延.该协议采用基于地理位置的数据转发,相邻传感器节点之间定时交换信息,使用无状态单跳延迟保证转发策略,实现了端到端数据传输的实时性保证.当网络某处发生拥塞时,采用后退重新路由策略,实现了对网络拥塞的自适应性.仿真结果显示该实时协议是可行的和有效的,能满足传感器网络实时性应用的需要.     

一种无线传感器网络低延时信道接入协议

针对无线传感器网络S-MAC协议中的延时问题,提出并设计了一种新型的MAC协议——LD-MAC协议。该协议采用提前预约多跳传输节点的方法,实现数据分组的快速转发,减少数据分组在网络中的延时,在一定程度上解决了节点早睡的发生。同时由于数据分组的快速转发,减少了节点的能耗。仿真实验表明:LD-MAC协议能够较好地降低能量消耗和数据传输延时。     

一种基于竞争的无线传感器网络低延迟MAC协议

SMAC协议周期性侦听和休眠的低占空比机制大大地降低了无线传感器网络的能耗,但却是以牺牲延迟和吞吐量为代价的。针对SMAC协议虚拟簇间调度不一致而导致的休眠延迟问题,提出并设计了一种低延迟协议LDSMAC,该协议采用全局同步机制使整个网络内的所有节点形成统一调度,保证了全网内的所有节点在相同时间激活,从而解决了数据传输中的转发停顿问题。仿真结果表明,相比于SMAC协议,LDSMAC协议在能耗略有增加的情况下,大大地降低了传输延迟,提高了网络吞吐量。     

WSN中基于圆锥曲线组合密钥的对等认证

综合分析了无线传感器网络已有认证协议在加密体系、PKC公钥绑定及应对攻击形式等方面的发展趋势和不足,给出引入了位置信息的基于身份的节点对等认证方案.该方案采用在求逆、求阶及求点倍数等操作比椭圆曲线容易的圆锥曲线加密体系.基于身份避免了证书的颁发/更新、存储、索取、验证等计算和通信开销;引入位置信息使得方案更健壮,形式化分析证明该方案是安全的.基于MICAx系列无线传感器网络节点的能耗分析结果表明:方案能很好地适用于资源受限的WSN环境.     

WSN中带有分布式入侵检测的分簇路由协议

在无线传感器网络中,基于分簇的路由协议在节能、数据预处理等方面有突出表现.但是,由于其通信的可靠性和安全性在很大程度上依赖簇头,造成了严重的安全隐患.为了解决这一问题,提出了一种带有分布式入侵检测的分簇路由协议DID(distributed intrusion detection).该协议通过发动无线传感器网络中的普通节点,利用预置密钥识别入侵簇头.实验结果表明,DID的能量消耗与入侵节点容忍度呈线性关系,与经典的分簇路由协议相比,额外能耗很小.     

无线传感器网络研究

从无线传感器网络的概念、发展历程和特点,剖析了其节点以及网络体系结构、算法和协议等研究热点,并对广泛的应用领域做了描述。