無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全定向擴(kuò)散路由協(xié)議研究.pdf

1、微電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)和無線通信等技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了低功耗多功能傳感器的快速發(fā)展，使其在微小體積內(nèi)能夠集成信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等多種功能。在研究應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各種技術(shù)時(shí)，考慮的關(guān)鍵問題是低能耗和低成本。路由和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信的重要部分。然而，已有的適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議大多是對有限的節(jié)點(diǎn)資源和特定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，并沒有考慮安全路由的問題。這使得網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際通信中會(huì)受到針對路由協(xié)議漏洞的各種攻擊。

2、隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，其安全性已受到了研究人員的普遍重視。在設(shè)計(jì)了滿足低能耗、低成本、低開銷需求的路由協(xié)議后，對路由協(xié)議安全性的研究將成為新的熱點(diǎn)。 本文首先介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀和研究進(jìn)展，以及各種路由協(xié)議之間的比較。定向擴(kuò)散路由協(xié)議(Directed Diffusion，簡稱DD)是一個(gè)重要的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。本文根據(jù)該協(xié)議的實(shí)現(xiàn)原理和運(yùn)行機(jī)制，分析了它的脆弱性。然后采用快速的公鑰加密算法XTR來對DD報(bào)文施加數(shù)

3、字簽名機(jī)制，從而提出了一種新的安全定向擴(kuò)散協(xié)議(secure DD，簡稱SDD)，并對新協(xié)議的安全特性進(jìn)行分析和形式化驗(yàn)證。據(jù)本人所知，目前國內(nèi)外還未見相關(guān)文獻(xiàn)問世。最后采用目前國際公認(rèn)的的仿真工具NS-2對新協(xié)議進(jìn)行仿真，測試它的網(wǎng)絡(luò)性能。其仿真步驟包括修改定向擴(kuò)散協(xié)議的源文件，重新編譯NS-2，生成新的添加了SDD協(xié)議的NS-2仿真平臺(tái)，在此平臺(tái)上針對安全定向擴(kuò)散協(xié)議SDD編寫相應(yīng)的TCL文件，對其端到端延遲時(shí)間和所消耗的能量等指標(biāo)

4、進(jìn)行測試，待仿真結(jié)束后，針對NS-2所生成的跟蹤文件，編寫gawk程序作為數(shù)據(jù)處理工具提取跟蹤文件中的相關(guān)數(shù)據(jù)，最后利用圖形繪制工具gnuplot畫出相關(guān)性能對比曲線，從而得到新協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)性能分析結(jié)果。 本文的主要特色與創(chuàng)新之處體現(xiàn)在如下三個(gè)方面： 1、利用XTR公鑰加密算法來實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名機(jī)制，進(jìn)而提出一種新的安全定向擴(kuò)散路由協(xié)議SDD，這個(gè)新的安全路由協(xié)議SDD為定向擴(kuò)散路由協(xié)議DD增加了數(shù)據(jù)完整性、來源真實(shí)性、抗否認(rèn)