无线传感器网络入侵检测的重复博弈模型研究

论文摘要

信息安全保障技术是无线传感器网络的关键支撑技术之一。由于无线传感器网络固有的网络特点和有限资源使得传统的信息安全保障技术无法直接应用于无线传感器网络,因此研究与无线传感器网络相适应的信息安全保障技术中的入侵检测技术,既有非常重要的学术价值,又对无线传感器网络应用系统的建设具有重要的实际指导意义。本文通过分析无线传感器网络的安全需求和目前已有的入侵检测技术,应用博弈论,探讨无线传感器网络攻击者和入侵检测系统之间攻击和防御的博弈行为,并建立了一类无线传感器网络入侵检测的静态博弈模型和重复博弈模型,算法仿真分析表明了提出模型的有效性。本文主要内容如下:1、简述了国内外无线传感器网络信息安全保障技术的研究现状,提出了本课题研究的背景、意义及主要研究内容。2、分析了无线传感器网络的安全需求和目前入侵检测技术的研究方法,为进一步研究适用于传感器网络入侵检测技术的博弈模型奠定了基础。3、通过分析基于分簇传感器网络的入侵检测机制,提出了一种入侵检测的静态博弈改进模型:入侵检测系统和攻击者分别以一定的概率选择对网络进行防御和攻击。并证明了该改进博弈模型能够达到混合策略纳什均衡,据此制定一个防御策略有效地提高入侵被检测的概率。该模型充分考虑了传感器网络资源有限的特点,以节能的方式有效地防御对传感器网络节点的攻击。4、通过分析无线传感器网络节点的自私行为会严重影响网络的可用行及其整体性能,提出了一种无线传感器网络入侵检测的重复博弈模型,集中于检测和响应传感器节点的自私行为以加强网络中节点的协作性,利用节点与其邻居节点进行的重复博弈过程,广播节点的效用变化,即时检测出网络节点的自私行为。通过对网络节点的自私行为引入惩戒机制,从而大大降低了节点背离协作的可能性。仿真结果表明,对节点的自私行为实施惩戒机制,可以大大增强节点间的相互协作,从而保证网络的连通性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 图目录
• 表目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 2 无线传感器网络安全需求与安全技术分析
• 2.1 无线传感器网络安全需求
• 2.2 无线传感器网络安全技术
• 2.3 无线传感器网络入侵检测技术
• 2.4 本章小结
• 3 无线传感器网络入侵检测的静态博弈模型及其改进
• 3.1 博弈论简述
• 3.2 分簇传感器网络入浸检测的静态博弈模型
• 3.3 分簇传感器网络入侵检测的静态博弈改进模型
• 3.4 本章小结
• 4 无线传感器网络入侵检测的重复博弈模型
• 4.1 无线传感器网络节点的自私行为分析
• 4.2 无线传感器网络入侵检测的重复博弈模型
• 4.3 无线传感器网络入侵检测的重复博弈模型改进
• 4.4 本章小结
• 5 算法仿真实验
• 5.1 性能评估
• 5.2 本章小结
• 6 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间参与的研究课题与完成的学术论文
• 致谢