基于信任管理的无线传感器网络安全路由的研究

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1、硕士学位论文万方数据基于信任管理的无线传感器网络安全路由的研究专业名称：值皇皇适值工程研究生姓名：王星玉导师姓名：黄态万方数据RESEARCHOFSECUREROUTINGINWIRELESSSENSORNETWOIⅨSBASEDONTRUSTMANAGEMENTAThesisSubmittedtoSoutheastUniVers时FortheAcademicDe铲eeofMaster0fEngineeringBYWangEnfeiSuperVisedbyProfessorHuangJieSchoolofInfomationS

2、cienceandEngineeringSoutheastUniVersityMarch2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：乏星!监日期：丝!篁：竺增东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信

3、息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：立旦坚导师签名：日万方数据摘要近些年，随着无线通信技术、计算机技术以及微机电技术的高速发展，无线传感器网络作为这三项技术的集成，迅速成为当前研究的热点之一，并被广泛应用于国防军事、工业控制、农业自动化、医疗卫生等领域。无线传感器网络

4、通常工作在高度开放区域甚至无人区，很容易发生恶意节点入侵网络或合法节点被捕获等攻击。由于节点资源受限，很多针对传统网络的安全机制都无法满足无线传感器网络的需求，因此，如何保证传感器网络的安全性，成为了亟待解决的问题。本文首先提出了一种多要素信任管理机制，然后基于该机制，设计了一种可信分簇路由协议，实现了可信的簇头选举和路由过程，最后设计并实现了无线传感器网络安全仿真平台。本文的主要工作如下：(1)提出了一种多要素信任管理机制，从通信、数据和能量等多个角度提取信任要素，引入“低回报高惩罚”机制增强了节点信任值的真实性。通过理论分

5、析证明该机制在显著提高网络安全性能的同时，仅仅增加了少量的内存和通信开销。(2)提出了一种可信分簇路由协议，在协议中设计了轻量级的认证及密钥协商机制，实现了网络的机密性、完整性和点到点认证，借鉴了Ⅳ珏疆以协议的思路实现了广播认证和数据的新鲜性，避免了网络遭受外部攻击。在此基础上，为分簇路由添加了信任管理机制，降低内部攻击对网络造成危害。通过SV0逻辑证明了认证及密钥协商机制的安全性，并用Matlab仿真验证了协议的安全性能、通信和内存开销。(3)设计并实现了无线传感器网络安全仿真平台，分析了OMNeT++的系统架构和运行流程，

6、完成了仿真内核模块的设计，根据节点的角色，设计了不同的能耗模型，进而完成了能耗仿真模块的设计，最后测试了本文提出的可信分簇路由协议，证明了仿真平台的实用性。关键词：无线传感器网络；信任管理；身份认证；密钥协商；SVO逻辑万方数据AbstractInrecentyears，埘mther印iddeVelopmentofmetec王lIl0109ya_bout淅relesscommuIlication，computerandmicro-elec仃o·mech砌calsystem，、析relesssensorne铆orkS(WSNs)

7、whjchinte伊atetllesethreetecllIlologieshaVebecomeoneofthehotspotsofcun．entresearchquic心y．TheWSNshaVebeenwidelyusedinmallyfieldssuchaSmilitarydefense，industrialcontrol，a咖culturalalItomation，medicalheaJtllandsoon．Becauseofwidelyd印loyedinno-man’sland，meyareⅦlnera【bletob

8、ecapturedorinvaded．Inaddition，duetot11econs砌rledresources，maIlytraditionalsecuri母rnechaIlismscannotmeetthedemarnoftheWSNs．Therefore，itbeco