袁晓丹-物理层协作通信恶意节点的研究-11.11

《袁晓丹-物理层协作通信恶意节点的研究-11.11》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电子信息工程学院物理层协作通信恶意节点的研究姓名：袁晓丹学号：2010204211导师：付晓梅老师目录协作通信网络攻击行为分类物理层攻击及安全策略概述针对物理层jamming的安全策略协作通信为什么协作通信能够引起大家的研究兴趣？充分利用网络中的节点资源，来帮助有通信要求的节点进行高速可靠的无线通信。协作通信的研究缘由？一、网络中存在空余资源；二、协作通信能够提供通信增益。协作通信一、网络中的空闲资源以蜂窝移动系统说明无线网络中空余资源的存在：某一时间段内系统中可能仅有部分终端有通信需求，而较多的终端空闲；而且不同终端拥有不同的通信能力，如果将这些终端看做一个

2、整体，通信能力的差异性使不同终端承担不同的角色，有利于整个系统通信性能的提高。协作通信二、协作通信能够提供通信增益可以通过分集增益技术一直无线信道多径衰落的影响。MIMO通过在发射端和接收端放置多根天线，形成多个独立的收、发信道，从而达到利用空间分集增益技术提高无线信道传输性能的目的，但是收到设备尺寸、造价和硬件性能等条件的限制。而协作通信技术能利用无线信道广播特性，使单天线用户多用户环境中形成虚拟天线矩阵，达到分集增益的效果。协作通信方式放大转发机制(AmplifyandForward);译码转发机制(DecodeandForward);编码协作通信(Cod

3、edcooperation).协作通信性能分析性能指标：中断概率(Outageprobability)协作分级(CooperativeDiversity)功耗(Powerconsumption)误码率(BER)无线通信网络攻击行为分类无线网络安全策略当前存在的无线网络安全策略多基于MAC层或者更高层，并且需要长期跟踪记录网络数据，复杂度高，工作量大，实现起来较难；如果能从物理层检测到恶意行为，并对恶意节点采取惩罚措施，辅助高层安全设计，从而保证高效、可靠的通信，这不失为一种更加行之有效的安全策略。无线网络物理层存在的攻击行为阻塞（拒绝服务攻击的一种）窃听阻塞（

4、拒绝服务攻击的一种）体现在物理层的拒绝服务攻击通常是jamming，攻击者通过将jamming信号侵入发送信号带宽，干扰正常通信，使受到攻击的节点在特定区域内遭受拒绝服务攻击。窃听窃听指未授权节点（窃听节点）截获传输中的信息。针对窃听攻击，最常见的安全措施是加密。加密后，窃听节点虽然能够截获传输信号，但是不能获得确切的信息。但是利用流量分析，窃听者通过截取信号和调查传输信息，也可以确定其它节点的位置和特性。因此，即使对信息加密，恶意节点也可通过收集到的信息实施其他类型的攻击。无线网络物理层安全策略针对各种攻击行为，无线网络物理层存在五类安全策略：功率(powe

5、rapproaches)编码(codeapproaches)信道(channelapproaches)信号设计(signaldesignapproaches)信道安全容量(theoreticalsecuritycapacity)功率(powerapproaches)定向天线人为噪声定向天线定向传输能提高传输空间利用率和扩大地理覆盖范围。若使用全向天线，由于传输范围小，受到阻塞攻击全范围覆盖的概率大，此时所有节点都不能成功接收数据。若使用定向天线，传输范围大，不会受到阻塞攻击全范围覆盖，此时，即使处于攻击覆盖范围内的节点，也能通过未处于攻击覆盖范围内的节点转发接

6、收到数据因此，使用定向天线能够有效对抗阻塞攻击，提高无线网络容量。人为噪声通过使用多天线或者友好协作节点（比如，friendlyjammer）产生人为噪声，降低恶意节点对非合法信道的信道估计能力如何保证人为噪声不影响合法信道？可以将人为噪声加入合法接信道的空闲子空间（适用于多天线）；通过有好协作节点将认为噪声的信息告诉接收节点，接收节点接收到信息后可将这一直的噪声消除（适用于友好协作节点）信号设计(signaldesignapproaches)发送者通过从合法接收者处获得的信道反馈信息，对信道进行估计。通过在每次通信阶段初期接收来自合法接收者反馈信息，建立一个

7、多阶段、基于训练的信道估计方案，使合法信道的信道估计准确度逐次提高。同时，结合加入认为噪声（AN），降低窃听者对信道的估计能力。利用合法节点和窃听节点对信道估计能力的差别，获得通信安全。物理层jamming的影响流量/吞吐量损失（throughputloss）接收节点的信噪比(SNR)降低使网络的拓扑结构发生改变物理层针对jamming的安全策略物理层针对jamming的传统安全策略包括：扩频技术(spreadspectrumtechniques)频率跳变技术(frequencyhoppingtechniques)被阻塞节点撤离阻塞区域Anti-jammerT

8、hankYou!