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一种降低开销的Ad hoc网络安全路由改进方法

作　者: 冯庆峰
导　师: 贾小珠
学　校: 青岛大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: Ad hoc网络 安全路由 系统开销
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 102次
引　用: 1次
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内容摘要


Ad hoc网络也称无线自组网,是由一组带有无线通信收发装置的移动节点自组织而成的多跳网络。由于Ad hoc网络中节点的移动性、资源受限、同时充当路由器以及无网络中心等特点,使得Ad hoc网络路由协议和路由信息面临着比有线网络和传统无线网络更为复杂和严重的安全威胁。另外,为保障路由安全所采取的措施会使原本节点资源受限的Ad hoc网络的系统开销增加,使得安全措施缺乏实用性。因此,设计和提出既能保障Ad hoc网络路由安全又符合Ad hoc网络自身特点、具有较低开销的安全路由改进方法,是Ad hoc网络技术领域中一项重要的研究课题。首先,介绍了Ad hoc网络的概念、主要应用和基本特点、Ad hoc网络路由协议面临的安全威胁和Ad hoc网络路由安全的基本目标,并介绍了当前Ad hoc网络保障路由安全的常用机制,分析了现有主要安全路由协议的工作机制及其优缺点。其次,针对Ad hoc网络路由34存在的安全问题和开销问题,提出了几种改进的方法,一是针对现有安全路由协议普遍存在的路由可用性保障不足的情况,提出一种安全备选路由机制,通过有效的路由冗余和路由安全保障机制,保障Ad hoc网络路由的可用性;二是针对在增强路由安全时使用了众多的加解密算法和哈希算法的情况,通过将功能相似的算法进行整合,在实现安全保障的同时,降低系统的计算开销;三是针对Ad hoc网络安全所必需的密钥管理需要单独实现,占用系统额外资源的情况,通过将密钥管理放到路由发现过程中来实现,整体上降低系统开销。再次,整合提出的改进方法,具体提出一种安全路由改进方案,这种安全方案能够在保障路由安全的同时,整体上降低用于路由安全的计算、通信等方面的开销,对改进方法进行了详细介绍。最后,对提出的安全路由改进方法作了性能等方面的仿真实验,比较和分析各种实验结果,并对其安全性进行了分析。本文针对Ad hoc网络路由遇到的安全问题,一是怎样增强路由安全性的问题,再是怎样降低路由协议增强安全性后增加的整体系统开销的问题,在这两个方面作了一些有益的尝试,提出了一种增强路由安全性前提下降低系统整体开销的安全路由改进方法。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章绪论  7-10
  1.1 研究背景与意义  7-8
  1.2 本文主要工作  8
  1.3 论文的主要创新  8-9
  1.4 论文结构  9-10
第二章 Ad hoc网络路由安全及安全路由协议  10-23
  2.1 移动Ad hoc网络概述  10-13
    2.1.1 概念与应用  10-11
    2.1.2 Ad hoc网络的特点  11-12
    2.1.3 与传统网络比较  12-13
  2.2 Ad hoc网络路由安全  13-18
    2.2.1 Ad hoc网络路由面临的威胁  13-15
    2.2.2 Ad hoc网络路由安全的安全目标  15-17
    2.2.3 目前使用的路由安全机制  17-18
  2.3 现有的安全路由协议  18-22
    2.3.1 现有安全路由协议概述  18-20
    2.3.2 现有安全路由协议存在的问题  20-21
    2.3.3 设计安全路由改进方法  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 安全路由协议改进方法  23-38
  3.1 增强路由可用性  23-30
    3.1.1 影响路由可用性的行为  23-25
    3.1.2 安全备选路由机制改进方法及要点  25-26
    3.1.3 核心算法  26-30
  3.2 降低计算开销的方法  30-33
    3.2.1 单向哈希函数  30-31
    3.2.2 单向哈希链  31-32
    3.2.3 消息认证码  32-33
  3.3 路由协议与密钥管理结合的方法  33-37
    3.3.1 路由过程与密钥管理过程的相似性  34-35
    3.3.2实现结合的方法  35-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 一种基于IBE的降低开销的安全路由改进方法  38-51
  4.1 改进的IBE密钥管理方案  38-39
    4.1.1 IBE概述  38-39
    4.1.2 IBE改进  39
  4.2 路由过程实现密钥管理  39-43
    4.2.1 系统初始化过程  40-41
    4.2.2 节点私钥生成  41-42
    4.2.3 节点间安全通信  42
    4.2.4 新节点加入网络  42-43
    4.2.5 密钥更新  43
  4.3 算法功能整合及备选路由机制的使用  43-44
  4.4 方法过程举例  44-49
    4.4.1 新节点加入网络  46-47
    4.4.2 节点申请或更新密钥  47-48
    4.4.3 路由发现过程  48-49
  4.5 本章小结  49-51
第五章 仿真实验与分析  51-64
  5.1 仿真环境与仿真过程介绍  51-53
    5.1.1 NS概述  51
    5.1.2 NS网络仿真及结果输出过程介绍  51-53
  5.2 协议算法在仿真平台上的实现  53-55
  5.3 实验设计  55-57
    5.3.1 实验场景  55-56
    5.3.2 性能指标  56-57
  5.4 仿真结果及分析  57-61
  5.5 性能和安全性分析  61-63
    5.5.1 性能分析  61
    5.5.2 安全性分析  61-62
    5.5.3 不足之处  62-63
  5.6 本章小结  63-64
第六章 结束语  64-66
参考文献  66-69
攻读学位期间的研究成果  69
攻读学位期间参与的科研活动  69-70
致谢  70-72

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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