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1、无线传感器网络协议安全分析WirelessSensorNetworkSecurityAnalysis领域：计算机技术作者姓名：郭奇指导教师：李晓红教授企业教师：郭晓和高工天津大学计算机科学与技术学院二零一五年十二月摘要无线传感器网络作为物联网的重要组成与技术支撑，其安全问题受到人们越来越广泛的关注。无线传感器网络不同于有线网络，因其协议多样性与网络动态性，网络安全性受到极大威胁。现有的无线传感器网络安全检测系统没有对协议形式化分析，也没有对攻击类型做深入研究。这致使其检测到的攻击类型不够全面，检测效果可靠性差。现有的安全检测
2、方法受到特定协议的局限性，每个方法只能针对一个协议，难以移植应用到其它协议。针对现有安全检测系统局限性，本文实现了一个多协议通用的无线传感器网络安全检测系统，该系统可以检测到所有攻击者类型。首先，扩展AWN语言，使其不仅可以描述进程间并发，还可以描述进程运行时的变量状态。基于扩展的AWN语言描述网络协议，可以实现对攻击者的形式化分析与验证。其次，针对现有方法检测攻击者类型不全面的问题，本文引入了攻击点模型，并从理论上证明加入攻击点模型的检测方法可以覆盖所有已知攻击者类型。然后，使用程序切片技术，实现自动化分析协议攻击者类型，
3、再根据攻击时的数据依赖，生成每个攻击者类型的检测方法。最后，在TinyOS系统下，给出了AODV协议的模拟攻击检测实验，实验结果表明本方法的有效性。本系统的实现，不仅可以对任何协议做安全分析，还能保障协议中攻击者类型检测的全面性，对无线传感器网络协议安全分析具有重要意义。关键词：无线传感器网络，安全检测，形式化建模，AWN，AODVIABSTRACTAsanimportantcomponentandtechnicalsupportoftheInternetofthings,WirelessSensorNetwork(WSN)
4、hasbeenpaidmoreandmoreattentiontoitssecurity.Wirelesssensornetworkisdifferentfromthetraditionalnetwork,becauseofitsdiversityandnetworkdynamics,networksecurityisagreatthreat.Theexistingwirelesssensornetworksecuritydetectionsystemhasnoformalanalysisoftheprotocol,andh
5、asnotdoneathoroughstudyoftheattacktype.Thisledtothedetectionofthetypeofattackisnotcomprehensiveenough,thedetectioneffectofpoorreliability.Existingsecuritydetectionmethodsarelimitedbythespecificprotocol,eachmethodcanonlybeusedforaprotocol,itisdifficulttoapplytoother
6、protocols.Aimingatthelimitationsoftheexistingsecuritydetectionsystem,thispaperimplementsamulti-protocolwirelesssensornetworksecuritydetectionsystem,whichcandetectalltypesofattackers.First,expandtheAWNlanguage,sothatitcan’tonlydescribetheprocessofconcurrent,butalsod
7、escribestheprocessofthestateofthevariables.AWNlanguagebasedontheextensionofthenetworkprotocol,canbeachievedintheformofanattacker'sanalysisandverification.Secondly,aimingattheproblemthattheexistingmethodcandetectthetypeoftheattacker,thispaperintroducestheattackpoint
8、model,andprovesthatthemethodcancoveralltheknownattackers.Then,usingtheprogramslicingtechnique,itcanrealizetheautomaticanalysisprotocoltype,andthe
