轻量散投网络的安全认证研究

论文摘要

轻量散投网络因其有着传统的网络技术不可比拟的优势,已日益引起人们的重视和研究,成为近年来的一大热门研究领域,轻量散投网络技术具有广泛的应用前景,较高的商业价值和研究价值。 由于轻量散投网络的轻量特性(比如计算能力、存储空间、通信能力等的限制)以及邻近节点间的不可预知性,传统的网络安全技术几乎无法直接应用在轻量散投网络中。目前对于轻量散投网络的安全认证问题的研究比较少,如果这类网络的安全认证难题不能较好地得以解决,那么其应用就没有安全保障,轻量散投网络就不可能从理论研究过渡到真正的实用化。 轻量散投网络的最典型的应用就是无线传感器网络,本论文首先从无线传感器网络的应用研究出发,提出了一个轻量散投网络的节点划分原则,即按照节点的功能强弱来划分各节点在网络中的层次地位,形成以强节点带弱节点并与中心节点共同构成自组织、分层次的网络,并建立了合理的网络模型,以减轻节点的路由计算复杂性和计算量,加快节点的寻址定位。 其次,本论文引入了hash chain算法、TESLA算法和Merkle tree算法,提出了轻量散投的无线传感器网络部署的安全认证协议、数据发送和接收的安全认证协议。 第三,本论文设计了轻量散投的无线传感器网络安全路由协议;建立了特殊的时钟同步协议。 第四,本论文详细阐述了轻量散投网络的部署、路由表建立、数据发送和

论文目录

• 1 引言
• 1.1 课题目的和意义
• 1.2 国际国内研究状况和进展
• 1.3 论文各部分的主要内容
• 2 理论基础
• 2.1 网络的基础架构
• 2.2 网络的应用特性
• 2.2.1 自组织特性
• 2.2.2 节点冗余特性
• 2.2.3 资源受限特性
• 2.2.4 安全认证特殊性
• 2.3 相关算法的基本原理
• 2.3.1 hash chain原理
• 2.3.2 TESLA原理
• 2.3.3 Merkle tree原理
• 3 网络模型分析
• 3.1 网络模型和自组网分析
• 3.1.1 网络节点
• 3.1.2 通信模型
• 3.1.3 访问控制分析
• 3.1.4 时钟同步分析
• 3.1.5 自组网阶段
• 3.2 攻击模型分析
• 4 网络部署的安全认证
• 4.1 初始的全局密钥
• 4.2 初始化设置
• 4.3 身份标识
• 4.4 初始化算法
• 4.5 节点部署
• 4.6 部署示例
• 5 安全的路由协议和时钟同步协议
• 5.1 安全的路由协议
• 5.1.1 路由寻址
• 5.1.2 建立路由示例
• 5.1.3 防止碰撞冲突
• 5.2 时钟同步协议
• 5.2.1 节点间的时钟同步
• 5.2.2 网络的时钟同步
• 6 数据的采集和传输的安全认证
• 6.1 数据产生
• 6.2 数据传输
• 6.3 重新组包
• 6.4 包接收
• 6.5 发送数据包到中心节点
• 7 应用和网络安全性分析
• 7.1 应用示例
• 7.1.1 温度测量
• 7.1.2 拓扑结构监测
• 7.2 网络安全性分析
• 8 算法的实现
• 8.1 算法实现的方法
• 8.2 算法实现的流程
• 结论及未来的工作
• 参考文献
• 模拟试验的源程序
• 声明
• 致谢