异构无线传感器网络中基于AOA的女巫攻击检测方案

无线传感器网络中,女巫攻击节点通过伪造多重身份发动攻击,若不同的女巫身份使用不同的发射功率发送消息,导致该女巫攻击行为难以检测.针对该问题,本文提出一种异构网络环境下基于信号到达角度(angle of arrival, AOA)的女巫攻击检测方案.该方案中异构节点检测周边节点的到达角度信号,利用角度信息建立可疑女巫节点列表,通过相邻异构节点之间的信息交互,相互协作定位女巫攻击节点.针对异构节点稀疏的特殊情形,提出了单异构节点的增强检测机制,以检测女巫节点.理论分析与仿真实验表明,该方案能快速准确地识别恶意节点,降低了节点能耗,延长了网络的生存期.     

无线传感器网络多代理平台中间件设计

针对基于移动代理应用模式在无线传感器网络中的设计实现问题,该文提出了一种基于静态代理的多代理平台模型和支持移动代理应用模式的传感器节点软硬件分层结构,阐述了移动代理模式在无线传感器网络中的应用优势,描述了基于静态代理的多代理平台和各静态代理的作用及协作过程.基于移动代理模式的应用说明了多代理平台能够便利地实现移动代理在无线传感器网络中的应用,最后通过客户端/服务器模式和移动代理模式应用对比,说明了基于多代理平台的网络具有较高网络重复利用率和应用灵活性优势.     

探讨基于智能卡的异构无线传感器网络用户认证

由于通常部署分层无线传感器网络（HWSN）的环境具有开放性,对传输的数据进行身份验证就显得尤为重要。近年来,我国已经提出了许多用于分层无线传感器网络的智能卡用户认证方案。2014年,Turkanovic等人为异构自组织无线传感器网络（HADWSN）提出了一种新的用户认证方案。本文提出了一种安全高效的无时间戳验证方案,该方案继承了Turkanovic等人方案的原有优点,同时克服了原方案易受用户伪装、离线密码猜测和节点捕获攻击的安全弱点。     

基于测距的WSN节点复制攻击检测算法

现有的无线传感网节点复制攻击检测方法多依赖于网络中节点的精确位置信息和同步时钟信息,而在网络实际运行中往往很难保证实时有效的节点位置信息和同步时钟信息。提出了测距法来检测节点复制攻击,不需要精确定位和网络时钟同步;定义了三种检测准则,给出检测系统实现方案和算法流程图。实验表明,该系统实用、可靠。     

一种无线传感器网络入侵检测系统模型

为了提高无线传感器网络的安全性,针对该网络能量有限的特点,设计了一个入侵检测系统模型,模型采用了多节点联合协作的思路,入侵检测节点采用一种异常检测算法,节点之间采用能量最大节点选择的算法。仿真实验表明,系统能较好的解决无线传感器网络入侵检测的能量消耗问题。     

无线传感器网络节点行为度量方案

随着电子信息技术的发展,无线传感器网络得到了日益广泛的应用,传统安全防护技术却无法直接应用于无线传感网中,传感器节点容易遭受到恶意攻击。该文提出了一种无线传感器网络的节点行为度量机制,对不同计算能力的节点采用不同的度量机制,具有实时度量和主动控制的特点。仿真实验表明,该方案充分考虑了无线传感器节点能耗问题,能够有效识别恶意节点,同时有更好的环境适应性,能够在部分节点遭到攻击时保障传感器网络顺畅运行。     

异构传感器网络成本最优节点部署机制

针对异构无线传感器网络中节点的高密度部署情况,研究了异构传感器节点的优化部署问题。提出一种基于遗传算法的异构节点成本优化部署方法。算法以网络的容错性和覆盖性为约束条件,以部署的成本为目标函数进行优化计算得到保证网络覆盖和网络容错性所需的节点位置和节点类型。算法既适用于布尔传感模型,又能应用于概率传感模型。仿真结果表明该算法能快速收敛于最优解,降低网络部署的成本,是一种可行的异构无线传感器网络节点部署的解决方案。     

适用于大规模无线传感器网络的分布式组密钥管理方案

当节点资源受限且处于敌对环境中时,无线传感器网络极易受到攻击且易被俘获。对基于簇协作的密钥管理方案进行了改进,提出一种适用于大规模无线传感器网络的分布式组密钥管理方案。利用距离最近的邻居头节点间的相互协作来实时更新组密钥,降低敌手利用妥协节点对网络进行的攻击的几率。当妥协节点个数低于门限值时,由本组头节点发起组密钥更新;当妥协节点个数高于门限值时,由邻居组头节点协作告知基站和其他邻居头节点:该组已妥协,切断与其通信,要求重新布置该组节点;当妥协节点为头节点时,由最近的邻居头节点协作其他邻居节点在该组内选取新的头节点。网络中为每个组分配不同的多项式,与整个网络使用同一个多项式相比,抗共谋攻击能力增强;网络中增加了自愈机制,通过设置相关参数,可以改变网络的自愈性。实验结果表明:每组成员节点的数量增加到一定值时,头节点的通信开销趋于平稳。因此,该方案适用于具有多个不同自愈性需求等级的大规模网络。     

WSN中节点可移动场景下分簇式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中节点能否移动的问题,结合中国剩余定理和椭圆曲线密码体制相关理论,提出了一种WSN中节点可移动场景下的分簇式组密钥管理方案.网络采用簇内分组思想,将组密钥管理分为2级,一级管理为簇头节点管理本簇内组长节点,二级管理为组长节点管理组内成员节点.其中一级管理采用中国剩余定理理论产生簇密钥,将计算量转交给基站,同时也节省了节点的存储开销;二级管理采用椭圆曲线密码体制产生组密钥,且每个小组共享的组密钥各不相同.移动节点重新加入网络时,由预加入簇的簇头节点对移动节点的历史更新信息进行确认,并对其数字签名进行验证,确定身份合法后将其分配给簇内成员尚有空缺的组.实验和分析结果表明,该方案中传感器节点存储开销低、能耗低,且用较小的开销实现了较高的安全性,更适合节点资源受限且易遭受攻击的无线传感器网络.     

基于博弈论的无线传感器网络能耗均衡

传输环境的异构特性使得无线传感器网络某些节点电源过早耗尽,为解决无线传感器网络中的多个节点间的能耗均衡问题,考虑到了节点能耗异构性,通过设计效用函数并设置系统参数,并建立起基于任务调度的完全信息静态博弈模型,获取每个节点的最优发送概率.通过在异构的环境中的大量仿真测试,结果表明:与传统的两种算法相比较,博弈算法被证明能有效地均衡网络节点的能耗,并延长网络的工作寿命.     

基于IBE算法的无线传感器网络加密方法研究

由于无线传感器网络在电源、计算能力、内存容量和易受攻击等方面的局限性,传统的网络密钥分配和管理方法已不适用.目前人们提出了随机分配等基于对称密钥系统的加密方法.文中试图探讨基于非对称密钥系统的方法.从身份标识的密钥体系IBE(Identity-Based Encryption)出发,给出了一种适用于无线传感器网络的密钥分配和管理方法.首先简要介绍基于身份标识的密钥体系,特别是Boneh-Franklin算法,然后给出密钥分配和加密方法,并从算法的复杂性、安全性、健壮性和内存需求等方面,与随机算法、RAS算法等进行分析比较,应用仿真平台TinyOS的实验结果表明了文中推出方法的可行性和有效性,显示了良好的综合性能,为无线传感器网络的加密提供了新的手段.     

一种有效的无线传感器网络密钥管理方案

针对无线传感器网络存储空间和带宽等局限性问题,提出了一种有效的无线传感器网络密钥管理方案.该方案采用椭圆曲线的双线性对加密技术对节点的身份进行认证,通过验证节点的合法性来抵抗非法节点的攻击.理论分析与仿真结果表明:当网络节点数为10～60时,节点存储密钥数只有2～12;节点之间能相互验证密钥的有效性,可以抵抗假冒、重放...     

基于仿生学信任信誉模型BTRM的无线传感器网络的信任协作研究与实现

 无线传感器网络通常部署在无人维护、不可控制的环境中,除了具有一般无线网络所面临的信息泄露、信息篡改、重放攻击、拒绝服务等多种威胁外,无线传感器网络还面临传感节点容易被攻击者物理操纵,并获取存储在传感节点中的所有信息,从而控制部分网络的威胁.通过研究蚁群系统中的协作,把基于生物激励信任模型(BTRM)中的信任协作机制应用于无线传感器网络.分析了当前常见的信任协作模型研究现状,归纳出常见的几种信任模型,并提出基于BTRM的无线传感器网路的信任协作模拟系统的功能及体系结构.重点论述了基于BTRM模型的无线传感器信任协作原理和信任协作模拟系统的设计和实现,通过把BTRM中的信任协作机制应用到WSN环境中,模拟显示,该机制在输出平均路径长度、平均满意度、平均满意偏差等方面均有较大的改进.     

基于移动节点的无线传感器网络覆盖优化

为了提高无线传感器网络监测区域的覆盖率,研究了节点随机部署的无线传感器网络的覆盖优化问题．在含有移动节点的混合无线传感器网络中,采用更符合实际情况的基于误警率的概率探测感知模型,以区域覆盖率评价覆盖效果．通过计算节点的联合探测概率寻找覆盖空洞,提出了基于最佳概率的移动节点优化策略．仿真结果表明：所提方法能够有效探测覆盖...     

基于差分算法的异构移动节点分布优化策略

针对监测区域中目标非均匀分布的情况,提出一种解决异构移动无线传感网络环境中节点布局的差分优化策略.该策略以网络的有效覆盖率为优化目标,指导种群进化,加快算法收敛速度.仿真结果表明差分优化算法能快速有效地实现异构移动无线传感节点布局优化.与虚拟力算法相比,差分优化策略不仅网络覆盖率高,且收敛速度快,耗时少.     

无线传感器网络低时延能量均衡安全路由

提出了一种能量均衡的安全路由机制(LDEESR),适用于周期性数据收集的传感器网络.LDEESR 采用一种动态路由选择算法,该算法基于节点权值和高度值建立起一棵动态汇聚树,并利用类似于令牌传递的方式来选取树根,同时还用对称和非对称加密机制来保障路由的安全.在这种机制下,LDEESR 能够以很低的开销组织网络中所有的节点,健壮网络拓扑,防范多种攻击.通过与基于群体的传感网络以及混合式高能效分布式聚类协议的仿真比较表明,LDEESR 可降低和均衡所有节点的能耗,减小汇聚时延,延长网络的生命期.     

基于支持向量机的无线传感器网络分布式检测

为减少基于似然比检测的无线传感器网络最优分布式检测方法对信道状态、噪声分布和传感器检测性能等信息的依赖,满足实际系统的需要,提出使用支持向量机实现无线传感器网络分布式信号检测的方法.该方法无需预知信道状态和噪声分布信息,简化了无线传感器的节点功能.该方法将传感器节点测量结果以模拟非编码方式发送至数据中心,数据中心利用训练好的支持向量机对接收到的信号进行判决.仿真结果表明,该方法可获得较高的检测精度.     

基于移动节点的改进扩充口令协议

为了能在有限资源的无线传感器网络上进行安全的通信,本文提出了一种基于移动节点的改进扩充口令协议。     

异构无线传感器网络动态混合密钥管理方案研究

在需要进行安全通信的无线传感器网络应用中,复杂的公钥系统难以在资源有限的传感节点上实现,而基于随机预分配的对称密钥系统有节点连通性不强、密钥存储空间过大、密钥协商过程复杂且不灵活等问题。因此,在异构无线传感器网络基础上,提出一种联合公钥机制与私钥机制的混合密钥管理方案(DHKAS)。该方案使用一种简便可靠的方法,以较小的代价解决了密钥管理中最关键的节点认证问题。分析结果显示,所提方案有效提高了节点的连通性、减少了密钥存储空间,并增强了网络抗攻击能力。     

基于病毒体投射机制的移动无线传感网节点定位算法

为解决当前移动无线传感网节点定位方案存在感知过程复杂、定位准确度不高,难以适应节点拓扑变化频繁的实际场景等不足,提出了一种基于病毒体投射机制的移动无线传感网节点定位算法。首先,鉴于当前直接测序方案及间接测序方案均存在抗噪能力差的不足,设计了多点定位方案,引入多个锚节点联合定位,定位过程中采用迭代方式降低接收信号强度指示(received signal strength indication,RSSI)误差,有效解决了定位过程中存在的圆环分布现象。随后,考虑移动无线传感网节点存在的拓扑漂移速度较快,且坐标存在随机分布的规律,将锚节点看作病毒体,将移动无线传感网节点看作子病毒体,并针对病毒体-子病毒体之间存在随机拓扑规律,引入了病毒体投射机制,并通过迭代方式设计距离定位方案,模拟移动无线传感网定位过程中定位节点与待定位节点之间的拓扑漂移关系,提高网络对定位过程的感知能力。最后,引入权重调节机制对定位坐标进行误差消除,进一步提高网络定位精度与感知性能,强化对移动状态下节点间拓扑的感知与监控,减少网络抖动对定位过程的影响。仿真实验表明,本文算法与当前常用的凸优化的无线传感网障碍环境下定位算法(location algorithm in wireless sensor network obstacle environment based on convex optimization,OECO)及基于精确定位机制的改进DV-HOP算法(on improved DV-Hop localization algorithm for accurate node localization in wireless sensor networks,AN-DV-Hop)相比,具有更高的定位收敛速度和更低的定位误差低。