无线传感器网络途中节点的安全性研究

作     者：张晨 

作者单位：辽宁大学 

学位级别：硕士

导师姓名：任秀丽

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0802[工学-机械工程] 

主      题：无线传感器网络 虚假数据丢弃攻击 选择性丢弃攻击 途中过滤 邻居检测点 

摘      要：无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是由部署在监测区域内大量微型廉价的传感器节点组成。节点通过广播方式，经过一跳或多跳将目标区域内发生的敏感事件组织成数据信息，发送给汇聚节点。无线传感器网络安全性方面的研究对于网络能够正常工作十分重要。 本文针对无线传感器网络受到的两种攻击：虚假数据注入攻击和选择性丢弃攻击，提出了途中过滤增强方案(EEF)和选择性丢弃攻击检测方案(DSDA)。 首先，本文介绍了无线传感器网络的概念和体系结构;介绍了安全攻击类型和防御措施;着重介绍了虚假数据注入攻击和选择性丢弃攻击的特点。 其次，本文提出了途中过滤增强方案EEF，该方案使用途中过滤技术对簇内节点发送的数据包进行检测。途中节点在传递数据的同时，检测数据的合法性，丢弃虚假数据。同时，在途中节点受损的情况下(如电量耗尽)，启动增强方案，使用备份节点中的密钥，来验证转发数据的正确性，过滤掉虚假数据，减少能量的消耗。针对不完全虚假数据，提出了MAXALSE参数，防止节点的故意破坏导致BS(Base Station)节点无法接收数据。另外，针对途中恶意节点发动选择性丢弃攻击，提出了基于邻居检测的多路径传输方案。邻居检测节点通过监听转发节点对数据包的转发情况，以决定是否启动转发数据包的功能;同时生成警报信息传递给BS节点。初始节点不仅要监听转发节点是否转发数据，而且还要监听邻居节点在转发节点拒绝转发的情况下，是否完成转发功能。BS节点收集到一定数量的警报信息后，通过路由协议调整路由，重建路径避开恶意节点。 最后，在仿真环境下进行了验证。实验表明，本文提出的途中过滤增强方案和基于邻居检测的多路径传输方案能够抵御虚假数据攻击和选择性丢弃攻击，保证数据正确地传递到BS节点。在能量消耗，保护网络的安全性等方面比其他算法具有优越性。