无线传感器网络节点捕获攻击和虫洞检测研究

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1、硕士学位论文无线传感器网络节点捕获攻击和虫洞检测研究TheNodeCaptureAttackandWormholeDetectioninWirelessSensorNetwork学号：21017025完成日期：2013-3-30大连理工大学DalianUniversityofTechnologyIIIIIIIIIIIIIIII—Y2417371大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用

2、过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：础咝茔：兰蠢盗逡缝蚯!魁砬作者签名：隧：日期：业年羔月-3L日大连理工大学硕士学位论文摘要无线传感器网络(WSNs)经常部署在敌方和无人照看的环境中，因此易于受到节点捕获攻击。在节点捕获攻击中，被捕获节点上的密钥和数据等信息可以被敌人提取。但是WSNs中的节点捕获攻击时常遭受低效率和高的资源消耗的限制。为了加强节点捕获攻击的效率，本文提出了一种高效的基于路由的最小密钥集合节点捕获攻击算法，将节点捕获攻击的最小代价公式化为一个路由最小密钥集合

3、问题。路由最小集合反映了这个网络的脆弱性。为了获得路由的最小密钥集合，传感器网络被映射为一个流网络。最小密钥集合可以通过流网络的最大流计算得出，接着每个节点在基于路由最小密钥集合上计算并分配一个节点密钥覆盖值。在每一轮攻击中，具有最大覆盖值的节点会被捕获。仿真结果表明和其他的节点捕获攻击方案比较，本文的方案可以捕获较少的节点来达到攻击网络的目的。而且，网络被破坏的流量的比重也更高。同时由于WSNs的无线通信的开放性，其还容易受到破坏性很大的虫洞攻击。在虫洞攻击中，虫洞链路中的两个恶意节点在链路的一端记录分组然后通过虫洞链路传递到另一端重放分组。因为虫洞链路是虫洞附近节点的最短链

4、路，因此所有的路由会被吸引到由攻击者建立的低延迟虫洞链路。现有的虫洞方法使用了时钟同步或者是额外的硬件而且效率不高，本文提出了一种基于传输半径的简单有效的虫洞检测方法，该方法通过使用简单地本地邻居之间的位置几何关系来检测虫洞。由于虫洞的存在会使网络的拓扑发生变化，这种邻居节点几何关系的判断可以迅速地找出网络中的假的拓扑从而发现虫洞链路。仿真结果表明该方法可以有效地检测WSN中的虫洞攻击，而且简单易行。关键词：无线传感器网络安全；节点捕获攻击安全；路由最小密钥集合；节点覆盖值；虫洞检测无线传感器网络节点捕获攻击和虫洞检测研究TheNodeCaptureAttackandWormh

5、oleDetectioninWirelessSensorNetworkAbstractWirelesssensornetworks(WSNs)areoftendeployedinhostileandunattendedenvironmentthatareverypronetonodecaptureattack．Innodecaptureattack，informationsuchaskey，dataoncapturednodes，Canallbeextractedbytheadversary．Nodecaptureattack，however．inWSNssuffersfrom

6、lOWef!ficiencyandhighresourceexpenditure．Toenhancetheefficiencyofnodecaptureattack，thispaperproposesahighefficiencynodecaptureattackalgorithmthatiSbasedonrouteminimunlkeyset．Inthisway。theminimulTIcostofnodecaptureattackisformulatedasarouteminimUlTIkeysetproblem．Andtherouteminimumkeysetquanti

7、fiesthevulnerabilityofnetwork．Toobtaintherouteminimunlkeyset．thesensornetworkismappedasaflownetwork．Therouteminimumkeysetcanbecalculatedbythemaximumflowoftheflownetwork．Then，anoverlappingvalueisassignedtoeachnodeonthebasisofrouteminimumkeyset．Theno