基于对称密码的无线传感器网络安全定位new

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1、万方数据t35卷第12期计算机工程2009年6月VoL35No．12ComputerEngineeringJune2009·安全技术·文章编号tl帅o_-3428(2∞9)12—oIl7—03文献标识码：A中圈分类号：TP309基于对称密码的无线传感器网络安全定位靖嗣比，吴俊敏u，徐宏力L2，黄刘生L2．(1．中国科学技术大学计算机科学与技术系，合肥230027；2．中国科学技术大学苏州研究院，苏州2i5123)■耍：伪装攻击通过恶意的锚节点向网络中发布虚假位置信息从而对定位应用进行攻击。针对上述问题，考虑无线传感器网络节点能量受限的特性，提出一种基于对称密码加密的认证方

2、案来防御伪装攻击。实验结果表明，在伪装攻击存在的情况下，该方案能够使加权质心算法的定位误差在lm之内的概率由40％提高到70％，从而保证定位的正确性。关黼：无线传感器网络；伪装攻击；安全定位SecureLocalizationBasedonSymmetricCryptographyinWirelessSensorNetworksJINGGangl，2，WUJun．rainl’2，XUHong．1i1'2，HUANGLiu-shen91’2(1．DepartmentofComputerScienceandTechnology,UniversityofScienceandTe

3、chnologyofChina，Hefei230027；2．SuzhouInstituteforAdvancedStudy,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Suzhou215123)[AbstractlThispaperpresentsasecuritythreatmodelcalledimpersonatinga1№kmodel．inthismodel．themaliciousbeaconssupplyforgedlocationinformationtotheregularSe3『Isors．SOastoanackthe

4、locationapplications．Sincesensornodesarepowerandcomputationalcapacitieslimited。aschemebasedonsymmetriccryptographyisproposedtodefenseagainstimpersonatingattack．Experimentalresultsshowthat，eveninthepresenceofimpersonatingattacktheschemecandecreasethecumulativelocalizationerrorofWeightedCen

5、troidAlgorithm．Theprobabilitywhichthelocalizationerroriswithin1mcanbeimprovedfrom40％to70％withthescheme．[KeywordslWirelessSensorNetworks(WSN)；impersonatingattack；securelocalizationl概述随着现代通信技术和计算机微电子技术的飞速发展，无线传感器网络已成为当前研究的热点领域。而节点定位问题是传感器网络的关键技术之一。目前，在节点定位方面，提出了很多既有实用价值又有理论研究意义的定位算法，这些定位算法总

6、体上可以分为两大类：基于测距的和无需测距的。典型的基于测距的算法有：TOA(TimeofArrival)，TDOA(TimeDifferenceofArrival)，AOA(AngleofArrival)等；典型的无需测距的算法包括质心算法⋯、加权质心算法121等。但是这些算法性能的评估是在假设网络中所有的节点都是合法节点的前提下进行的。在已有的定位算法中，定位系统本身并不提供身份认证和加密机制来验证节点的合法性。对于无需测距的算法，如果在节点定位的过程中外部恶意节点伪装成锚节点，或者锚节点之间的通信链路受到恶意节点的破坏，其结果势必会对节点的定位精度产生很大的影响。伪装

7、成锚节点的恶意攻击也叫伪装攻击，文献【3】提出了一种基于锚节点位置约束的方法来检测恶意锚节点。本文研究了无需测距的定位算法中存在的伪装攻击问题，并利用对称密码加密与认证的方案解决了该问题。该方案能够在伪装攻击存在的环境中，对节点进行安全定位。2安全威胁模型无线传感器网络是由大最廉价的传感器节点组成的，这些节点通常放在无人看管的环境下，因此，攻击者很容易在节点的分布区域中加入外部恶意节点，从而扰乱整个网络系统的正常运行。假设节点在物理上是安全的，即节点不会遭到人为的破坏。在定位算法进行定位的过程中，由于节点之间主要以广播的方式进