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无线传感器网络安全路由协议研究与仿真

作 者: 马兴国
导 师: 杨武
学 校: 哈尔滨工程大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络 安全路由协议 信誉评测 节点编码
分类号: TN915.04
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 114次
引 用: 1次
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内容摘要


无线传感器网络是一个多学科交叉的新型热点研究领域,应用前景广阔,受到国内外研究人员的高度关注,并得到了快速的发展。在无线传感器网络快速发展的同时,也出现了许多亟待解决的问题,如安全问题和能耗问题就是无线传感器网络不能忽视的两个关键问题,其中路由协议的安全问题尤为突出,成为国内外WSN领域研究的热点。本文在对国内外无线传感器网络路由协议充分研究的基础上,针对现有WSN路由协议的不足,特别是在安全防御方面的缺陷,提出了相应的改进方案。本文的创新工作主要如下:首先,针对无线传感器网络路由协议较难防御的内部威胁,提出了基于信誉评测机制的WSN安全路由协议VH-GEAR。VH-GEAR协议通过引入纵向和横向信誉相结合的WSN节点信誉评测模型,解决了信誉评测不全面和误判的问题,有效防御了选择性转发等内部威胁,提高了路由协议安全性;同时,该协议还对网络能耗进行了优化,改进了信誉更新机制,采用周期性信誉更新机制减少了信誉计算次数,降低了网络能耗,延长了网络生命周期。通过以上改进方案有效地提高了WSN安全路由协议的整体性能。其次,本文还提出了一种基于节点编码的NEVM路由失效节点验证方法来进一步提高WSN路由协议的安全性。NEVM验证方法通过对失效路由上的节点进行二进制编码,生成多条验证路径,来对失效节点进行有效验证。该方法基于二进制编码和逻辑运算,处理简单,非常适用于能量和处理能力有限的无线传感器网络。最后基于NS2仿真平台进行了仿真实验,通过对仿真实验结果的对比分析验证了所提方案的可行性和有效性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 研究背景及意义  10-13
  1.2 论文研究内容  13-15
  1.3 论文组织结构  15-17
第2章 WSN 路由协议及其安全性研究  17-29
  2.1 引言  17
  2.2 无线传感器网络及路由协议  17-19
    2.2.1 无线传感器网络结构  17-18
    2.2.2 WSN 路由协议特点  18-19
  2.3 WSN 典型路由协议研究  19-25
    2.3.1 地理位置路由协议  20-22
    2.3.2 分层路由协议  22-24
    2.3.3 数据中心路由协议  24-25
  2.4 WSN 典型路由协议对比分析  25-26
    2.4.1 WSN 路由协议综合分析  25-26
    2.4.2 WSN 路由协议安全性研究  26
  2.5 WSN 安全路由协议现状总结  26-28
  2.6 本章小结  28-29
第3章 基于信誉评测机制的WSN 安全路由协议  29-42
  3.1 引言  29
  3.2 相关对比分析  29-31
  3.3 VH-GEAR 安全路由协议  31-40
    3.3.1 WSN 节点信誉评测模型  33-37
    3.3.2 周期性信誉更新机制  37-38
    3.3.3 VH-GEAR 选路算法  38-40
  3.4 本章小结  40-42
第4基 基于节点编码的WSN 路由失效节点验证  42-51
  4.1 引言  42
  4.2 NEVM 路由失效节点验证方法  42-47
    4.2.1 NEVM 总体说明  42-44
    4.2.2 NEVM 方案设计  44-47
  4.3 NEVM 理论证明及分析  47-49
  4.4 本章小结  49-51
第5章 仿真实验及结果分析  51-64
  5.1 引言  51
  5.2 仿真平台对比及仿真过程介绍  51-55
    5.2.1 WSN 仿真平台对比分析  51-53
    5.2.2 NS2 仿真过程  53-55
  5.3 VH-GEAR 仿真实验及结果分析  55-61
    5.3.1 VH-BRSN 信誉分布  57-58
    5.3.2 意外丢包节点信誉分布  58
    5.3.3 VH-GEAR 误判率  58-59
    5.3.4 VH-GEAR 识别率  59-60
    5.3.5 VH-GEAR 能耗率  60-61
  5.4 NEVM 仿真实验及结果分析  61-63
  5.5 本章小结  63-64
结论  64-66
参考文献  66-70
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  70-71
致谢  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信规程、通信协议
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