异构无线传感器网络安全拓扑构建及入侵检测研究

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1、ZSTTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目:异构无线传感器网络安全拓扑扑构建及入侵检测研究英文论文题目：Researchontopologyconstructionandintrusiondetectionforheterogeneouswirelesssensornetworks学科专业：测试计量技术及仪器作者姓名：周丽丹指导教师：洪榛副教授完成日期：2018.4.17浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和

2、致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他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宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年６月日ｉ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被査阅和借阅。本人授权浙江理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播、，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位

3、论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名丨；￥＆４石签字日期：年月Ｉ曰导师签名：？签字日期：列辟石月夂曰浙江理工大学硕士学位论文异构无线传感器网络安全拓扑构建及入侵检测研究摘要异构无线传感器网络(HeterogeneousWirelessSensorNetworks，HWSNs)作为物联网技术的重要组成部分，逐渐被运用于各个应用领域。由于传感器节点资源受限且大多布置于复杂的开放环境中，易受外界干扰与恶意攻击。研究面向HWSNs应用需求的网络与数据安全十分有意义。本文针对HWSNs的网络安全问题，从网络拓扑构建出发，研究基于容侵的多路径安全拓扑控制算

4、法，并在此基础上提出一种改进线性判定分析(LinearDiscriminantAnalysis,LDA)及极限学习机(ExtremeLearningMachine,ELM)的入侵检测算法，最后通过对检测结果的进一步分析提出决策响应机制，完成能够保障网络安全的解决方案。本文开展的主要工作如下：1.提出了一种基于容侵的多路径安全拓扑控制算法。该算法综合考虑网络能耗和网络安全等因素，构建了非均匀分簇网络，采用单跳单路径和多路径相结合的路由形式，结合(k,n)门限秘密共享机制，利用多路径将数据以分片形式传输。通过仿真实验评估，该算法在保证数据安全传输的同时达到了均衡能耗，延长网络生

5、存周期的目标。2.提出了一种基于改进LDA降维的ELM分类异构无线传感网入侵检测算法。首先利用改进后的线性判别分析对数据进行特征降维，增大了小差异类间区别，然后采用单隐层神经网络极限学习机算法作为分类方法对数据进行最后的分类判断。仿真实验结果证明，该算法在保障入侵检测准确性的同时，也提高了算法的执行效率，能够快速判别网络入侵。3.针对入侵检测中误测率较高的问题，根据网络攻击者和入侵检测系统之间的对立博弈关系，设计了一种基于非合作博弈的入侵检测决策响应机制。该机制引用博弈论思想，以攻防双方为博弈参与者，建立非合作博弈入侵检测模型，根据双方不同策略下的收益，进行Nash均衡分析

6、，获得攻防双方各自的最优策略，达到提高网络性能及资源合理利用的目的。关键词：异构无线传感器网络；安全拓扑构建；入侵检测；非合作博弈；决策响应；I浙江理工大学硕士学位论文异构无线传感器网络安全拓扑构建及入侵检测研究AbstractAsanimportantpartofInternetofThings(IOT),theheterogeneouswirelesssensornetworks(HWSNs)isbecomingmoreandmorewidelyusedinvariousapplications.Thesensornodesarevulnerabletoexternal

7、interferenceandmaliciousattacksbecauseoftheirlimitedresourcesandacomplexopen-workingenvironment.ItisverymeaningfultostudythenetworkanddatasecurityforHWSNs.ToimprovethenetworksecurityofHWSNs,thesecuritymeasuresabouttheconstructionofanetworktopologyisstudiedinth