无线传感网入侵检测动态模型研究与实现

论文摘要

无线传感器网络是一种集成了传感器技术、微机电系统技术、无线通信技术和分布式信息处理技术的新兴下一代网络,具有广泛的应用前景和很高的研究价值。由于无线链路的弱点、节点缺少物理保护、拓扑结构的动态变化、缺乏集中的监控等,无线传感器网络存在着更多的安全问题。传统的各种静态安全防御体系,如防火墙、身份认证及数据加密技术虽然都比较成熟,但是,由于存在着某些缺陷,仍然不能完全解决当前的网络安全状况。于是,入侵检测技术应运而生。入侵检测技术(IDS)可作为第2道安全防线来弥补入侵预防技术的不足,是当前研究的热点问题之一。入侵检测技术已经广泛应用于各种网络系统。有线环境下的入侵检测技术已经比较成熟,无线环境下的入侵检测技术还处于研究阶段。本文分析了无线传感器网络和入侵检测技术研究现状,并对无线传感器网络面临的安全威胁及传统的安全预防措施进行了分析。由于传统的安全预防措施无法适应无线传感器网络能量受限的特性,从而展开对无线传感器网络入侵检测动态部署模型的深入研究。分析了当前无线传感器网络中的入侵检测方法和入侵检测模型,总结了静态IDS技术存在的缺陷,并通过对入侵检测系统部署模型的改进,提出了一种适用于无线传感器网络的动态入侵检测系统模型(dynamic intrusion detection system,DIDS)。我们对动态入侵检测系统的体系结构进行了详细分析,提出了动态入侵检测的思想,设计了一种动态入侵检测模型,并对其安全性、稳定性和健壮性进行了分析。为了进一步研究无线传感器网络中DIDS的功能实现,我们构造了实际的无线传感器网络实验环境,研究了基于Watchdog的无线传感器网络动态入侵检测技术的基本功能实现。通过在无线传感器网络中运用由任意三个簇首节点组成的伙伴关系Watchdog系统来实现对节点的能量监控,当节点的能耗达到某个预设的阈值时,重新更换簇首节点,从而为无线传感器网络动态入侵检测提供了实现基础。本文创新点体现在:针对目前无线传感器网络中静态IDS的不足,设计了动态入侵检测模型(DIDS),并进一步讨论了基于Watchdog的无线传感器网络入侵检测动态部署的功能实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 无线传感器网络（WSN）
• 1.2.1 无线传感器网络研究现状
• 1.2.2 无线传感器网络应用领域
• 1.2.3 无线传感器网络面临的安全威胁
• 1.3 入侵检测系统（IDS）
• 1.3.1 入侵检测技术概述
• 1.3.2 入侵检测技术发展趋势
• 1.3.3 入侵检测技术的重要性
• 1.4 论文结构安排
• 第二章 入侵检测技术研究
• 2.1 无线自组网中的IDS技术
• 2.1.1 无线自组网的脆弱性
• 2.1.2 无线自组网中IDS的检测方法及模型
• 2.1.3 无线自组网入侵检测技术的局限性
• 2.2 无线传感器网络中的IDS技术
• 2.2.1 无线传感器网络中的攻击及对策
• 2.2.2 无线传感器网络入侵检测的方法
• 2.2.3 无线传感器网络的IDS模型分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 无线传感器网络中的动态IDS模型
• 3.1 DIDS的体系结构
• 3.1.1 无线传感器网络IDS体系结构的分类
• 3.1.2 DIDS体系结构的选择
• 3.1.3 DIDS体系结构的优越性
• 3.2 DIDS模型设计
• 3.2.1 DIDS模型设计思想
• 3.2.2 DIDS的设计
• 3.3 DIDS的性能分析
• 3.3.1 安全性
• 3.3.2 稳定性和健壮性
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于Watchdog的无线传感网入侵检测技术实现
• 4.1 Watchdog在IDS中的地位与作用
• 4.2 Watchdog原理分析
• 4.3 Watchdog技术的实现
• 4.3.1 硬件环境
• 4.3.2 功能模块
• 4.3.3 软件环境
• 4.3.4 编程实现
• 4.3.5 测试与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间取得的学术成果