无线传感器网络应用中恶意节点检测技术研究

论文摘要

ZigBee技术是一种短距离、低传输速率的双向无线通信技术。ZigBee网络是无线传感器网络的一种实现,由最多65000个无线数据收集和传输节点使用ZigBee技术组成。ZigBee网络易受外部和内部攻击,且内部攻击危害更大,然而目前并没有针对内部攻击的安全机制,因此迫切需要研究如何防范内部攻击。防范内部攻击需要检测恶意节点。在对ZigBee网络层恶意节点的攻击方式和现有移动自组网中典型恶意节点检测方案深入研究和分析的基础上,针对ZigBee网络中三种内部攻击——路由黑洞攻击、数据中断攻击和DoS攻击,建立了一种由节点信誉评价方案和限制发送方案组成的恶意节点检测模型。在节点信誉评价方案中,首先,为了提高信誉值的可信度,只采用最近两个周期内的信誉观察值来计算信誉值;其次,为了选择一条高效稳定的路由,路由选择策略中尽量选择信誉级别高的节点参与路由。在限制发送方案中,为了提高检测效率,对路由请求报文的上一跳节点而非源节点进行评估。结合恶意节点检测模型设计了一种ZigBee网络中带恶意节点检测的安全路由协议,并仿真实现了该安全路由协议。仿真结果显示,在有恶意节点存在的情况下,相比于不采用恶意节点检测方案的路由协议,该安全路由协议有效的提高了数据报文传递成功率,大大减少了网络中的路由请求报文数目,并且整体上对恶意节点的检测准确率超过75%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 ZigBee 网络安全研究现状
• 1.3 论文的主要研究工作和结构
• 2 ZigBee 网络路由协议
• 2.1 ZigBee 网络组建
• 2.2 ZigBee 网络路由协议
• 2.3 本章小结
• 3 一种ZigBee 网络中的恶意节点检测模型
• 3.1 恶意节点概述
• 3.2 移动自组网中典型恶意节点检测方案分析
• 3.3 检测范围和前提条件
• 3.4 网络层恶意节点攻击方式
• 3.5 一种节点信誉评价方案
• 3.6 一种限制发送方案
• 3.7 本章小结
• 4 ZigBee 网络中基于DMNZ 模型的安全路由协议
• 4.1 ZigBee 路由协议中存在的问题
• 4.2 基于DMNZ 模型的安全路由协议
• 4.3 仿真实现
• 4.4 仿真结果与性能分析
• 4.5 本章小结
• 5 总结
• 5.1 研究总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献