IEEE802.15.4e时间同步协议的安全策略研究.pdf

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1、Ｉ么、开密级：Ｈｉ啊技ＡＳ－ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｉｎｊｇ博雜衰文Ｉ论文题目：ＥＥＥ８０２．１５．４ｅ时间同步协议的安全策略硏究Ｂ２０１１０３９８学号Ｉ：作者＜：杨伟，ｊ专业名称：计算机系统结构ｊ（‘２０１６年１２月２１日ＩＥＥＥ８０２１５．４ｅ．时间同步协议的安全策略研究民ｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｅｃｕｒｉｔｙＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｆｂｒＴｉｍｅＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｎＩＥＥＥ８０２．１

2、５．４ｅ研巧生姓名：杨伟指导教师姓名：王沁北京科技大学计算机与通信工程学院８３北京１０００，中国Ｄｏｃ化ｒＤｅｇｒｅｅＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＷｅｉＹａｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒｐ：ＱｉｎＷａｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｉｎｇｊ３０ＸｕｅｕａｎＲｏａｄＨａｉ出ａｎＤｉｓｉｃｔｙ，ｔｒＢｅｉｉｎ１０００８３，Ｐ．Ｒ．ＣＨＩＮＡｊｇＴＰ３９３分类号：密级；００４

3、１°ＱＱ８ＵＤＣ：单位代码：北京科技大学博±学位论文圧ＥＥ８０２．１５．４ｅ时间同步协议的安全策略研巧作者：Ｉ沁＇教Ｍ单位北京科＆大学巧导教师：：指导小组成员：单位：单位：论文提交日期：２０１６年１２月２１日学位折单位：北京科技大学北京科技大学憐丄学位论文致谢、经过博±期间刻苦的科研工作和学习，在各位老师的悉屯指导下，此论文终于完成。在此特别感谢北京科技大学计算机巧通信ＩＩ程学院的各位老师，给予的良好学习和科研环境、，及无私关屯和帮助。一一首先感谢我的导师王沁老师，是她步步引导我

4、如何做学问和开展研巧王作。王老师渊博的知识、科学的研究方法、严谨的治学态度和诲人不倦的教育精神给我留下了深刻的印象，非常感谢王老师在学习、科研及生活、指导和热情帮助上的悉屯。感谢微体系结构与集成电路实验室（ＭＩＣＬ）的张晓形老师、何杰老师、万亚东老师一、齐悦老师、段世红老师。从论文的选题到研究的每个阶段都得、到了他们的精屯指导和帮助，，并提出了很多建设性的意见使课题的研究和实现得顺利进行。感谢ＭＩＣＬ实验室里的全体成员，特别是郭志强、史少波、罗新强、常腾飞、史立光、徐诚等在博±期间给予的帮助和支持，从你们身上学到许多宝贵的专业知识。

5、感谢我的室友赵家辉、牛永亮和李伟泽等在博＋期间给予的无私帮助和照顾一，与你们共处室的日子非常难忘。，最后要感谢我的父母，没有你们的辛勤劳动和无私秦献不可能有我今天的成绩。还要感谢我的妻子和女儿，你们永远是我不断前进的精神动力。－－Ｉ北京科技人学博学位论义痛要山干Ｔ．业无线应川对可靠性、低功耗和实时性巧轉严格要求，Ｗ前２－．１５．４２００６标准的ＭＡＣ（ＭｅｄＡＣｏｎｔｒｏｌ）化ＥＥ８０ｉｕｍｃｃｅｓｓ层协议暴露出许多一－不足。ＩＥＥＥ８０２．４ｅＡＣ１５．是个面向工业物験网应用新的Ｍ／ｚ：标准，采用时－Ｎ巧少巧道跳频（

6、ＴｉＨｏｉＴＳＣＨｉｍｅＳｙｎｃｈｒｏｎｚｅｄＣｈａｎｎｅｌｐｐｎｇ，）技术，实现？丫个商对靠８０２．１５．４ｅ网、低功耗的工业无线网络。由于时间同步是ＩＥＥＥ一旦遭受攻击络的核私支標技术，，将导致网络通信、节点定位Ｌ义及数据融合巧方面应川无法正常工作。因此，时间同步协议的安全賠鞋干一ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅ［；业物联网中值得研究的个关键问题。－Ａ．１５．４ＰＷｉ本义将ｌＥＥＥ８０２ｅ时间同步协议划分为单跳ａｉｒｓｅ、簇［ｊ和《跳个？ｊｚ；次，分別分析了由ＴＳＣＨ技术本身和高精度同步要求所带来的女全漏洞，并定义丫其；，；小要面临的攻击

7、然后提出了相应的安全策略。本文主要研究内容和贡献如Ｋ：一－Ｗ（１）提出了种单跳Ｐａｉｒｉｓｅ时间同步协议的安全策格。＊Ｆ－ＷＩｉＳｂ距Ｅ８０２．１５．４ｅ单跳ａｒｉｓｅ时间同步协议由ＡＳＮ（ＡｂｓｏｌｕｔｅｌｏｔＮｕｍｅｒ）ｅｖ－－ｒ－Ｗｓｅ和ＤｉｃｅｔｏＤｅｖｉｃｅ时间同步组成。首先，分析了单跳化ｉｉ时间同步协议中巧在的安全漏洞ＡＳＮ＇，并定义了攻击和时隙模板攻击，。然后提出了种女全策略，该策略包括抵御ＡＳＮ攻击的ＳｅｃＡＳＮ算法和抵御时隙模板攻＿击的Ｔ０Ｆ（