无线传感器与网络安全开题报告

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1、研究生毕业（学位）论文开题报告姓名学　号已修学分所属学院计算机与通信学院一级学科计算机科学与技术二级学科计算机科学与技术指导教师开题时间09年12月研究方向无线传感器网络安全论文题目无线传感器网络中基于可擦除水印的数据认证机制研究一、文献综述随着通信技术、计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，集成感知能力、计算能力和短距离通信能力的低成本嵌入式系统—微型传感器构成的密集型无线传感器网络(WirelessSensorNetworks，WSNs)引起了人们的极大关注[1-4]，这种类型的网络具有种低成本、低

2、能耗、多功能的特点，与AdHoc网络相比，WSN又具有如下特点[66,67]：网络规模大，体现在WSN的节点数目更为庞大，分布更为密集；资源受限，体现在WSN节点的供给能源、计算能力、存储大小均受到局限；而且，WSN以数据为中心且拓扑易变。WSN已成为目前国际上备受关注的、涉及多学科交叉且知识高度集成的前沿热点研究领域，在军事国防、工农业、生物医疗、环境监测等许多重要领域具有十分广泛的应用前景[5-7]。无线传感器网络的主要任务是收集数据，因此如何保证收集到的数据具有新鲜性、完整性、真实性、可用性、机密性是

3、至关重要的。然而，根据其自身特性，WSN存在无线信道不可靠、通信介质共享、缺乏物理保护以及无人监管等缺陷，这些缺陷导致WSN的安全遭受大量威胁，如：信道被窃听、节点被俘获、信息的注入或泄漏以及DoS、重放等各种恶意攻击。无线传感器网络中的节点通常部署在野外或者是敌方区域，且节点本身成本低廉，结构松散，不具备抗篡改能力，容易遭到敌方的各种攻击，比如，当WSN部署在战场中时，极容易受到敌方虚假数据(falsedata)的攻击：即在数据报告传输过程中，通过妥协节点注入虚假数据或恶意篡改要转发的数据报告。攻击者可以

4、利用俘获的密钥窃取机密信息，或者通过妥协节点捏造事实上不存在的虚假事件，恶意篡改正在传送的数据报或者发送重复数据报等[8-9]。无线传感器网络的网络协议栈的各个层次中可能受到各种攻击，比如：物理层遭到拥塞攻击和物理破坏，在链路层遭到碰撞攻击、耗尽攻击和非公平竞争，在网络层遭到丢弃和贪婪破坏、汇聚结点攻击、方向误导攻击、黑洞攻击，在传输层遭到洪泛攻击和同步破坏攻击[64]。由以上文字可知安全问题已成为制约无线传感器网络走向应用的瓶颈，如何解决无线传感器网络的安全问题是研究人员面临的一个重要的富有挑战性的课题。

5、传统的基于密钥体系、数字签名的数据认证机制因为自身的计算开销与通信开销难以适合于传感器网络中。当前针对无线传感器网络的安全机制的研究主要集中在[10-13]：密码技术、密钥管理、基于MAC的数据认证、安全路由、入侵检测、数据的安全聚合、信任模型等，由于无线传感器网络自身的特点，已有的这些安全机制仍然有较大的提升空间。WSN的特点和应用环境对数据认证机制提出了特殊的要求，为此人们对适用于无线传感器网络的数据认证机制进行了深入研究[8,22-25,33-38,48-63]19，其研究目标是，构建有效的网内数据认

6、证机制，并提出虚假数据识别和过滤算法，在网络资源有限的情况下，保证任务执行的机密性、数据产生的可靠性以及数据传输的安全性。数据完整性保护是无线传感器网络中信息安全研究的重要问题之一。完整性认证是一种发现信息篡改，验证信息完整性和真实性的技术[15,16]．根据认证层次的不同，完整性认证包括内容级认证和数据级认证(也称精确认证)：前者是指对载体内容的修改认证，允许载体经历某种程度修改[17,18]，如有损压缩前后载体的内容并没有改变；后者是对数据一级的修改认证，它要求对载体的任何修改操作都是敏感的[15,16

7、]。当前，实现完整性认证的技术主要有数字签名技术和数字水印技术。数字水印[26-31]是近10来年发展起来的一种信息安全技术,它是通过一定的算法将具有特定意义的标志性信息(水印)利用数字嵌入的方法隐藏在数字图像、声音、文档、视频等要保护的数字产品中,用以证明创作者对其作品的所有权,并作为鉴定、起诉非法侵权的证据,同时通过对水印的检测和分析来保证数字信息的完整可靠性的一种知识产权保护和数字多媒体防伪的有效手段。逐渐成为信息领域的研究热点。数字水印按其外观形式和应用范围分为三大类:可见水印,不可见鲁棒水印和不可

8、见脆弱水印。按照水印的可见度，数字水印技术可以分为：不可见水印和可见水印。可见水印可进一步分为如下两类：不可擦除和可擦除。到目前为止，主要的工作都集中于不可见水印和不可擦除可见水印。有的水印在检测过程中可以被提取并擦除，从而恢复出原始图像，这样的水印被称作可擦除水印。虽然有许多潜在的应用需要可擦除可见水印技术[68-72]，但是，其相关研究报告还比较少。IBMwstson实验室的Mintzer[73]等人率先提出