无线传感网中数据分发与安全机制研究
发布时间：2023-03-12 03:00
空中数据分发是对无线传感网进行管理维护的一项重要手段,是无线传感网应用中不可或缺的重要服务,这项服务通过基于网络编码的数据分发协议来实现。协议要求满足的性能包括:可靠性、有效性、可扩展性和安全性。性能分析方法和优化技术是保障协议前三个性能的重要手段。而当无线传感网部署在敌对环境中时,安全性是其首先要考虑的问题。无线传感网开放的无线通信信道、有限的节点资源和部署区域的特殊性,使协议的安全性面临新的挑战。性能分析方法和优化技术是协议安全性研究的前提和基础,只有两方面的研究结合起来,才能确保无线传感网数据的安全可靠分发。本文对基于网络编码数据分发协议的性能分析方法和安全问题进行了深入研究,主要的研究工作如下:1.提出一种页分发时间模型,以对基于网络编码数据分发协议的页分发时间进行精确建模。针对基于网络编码数据分发协议现有分析模型与真实数据存在较大偏差的问题,论文重视编解码过程对数据分发服务的影响,对基于网络编码数据分发协议的页解码、页编码和通信协商机制进行形式化描述,基于此构建偏差较小的页分发时间模型,用来对基于网络编码数据分发协议的页分发时间进行定性分析。通过实验分析,提出模型的预测结果与...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 论文的研究背景
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 数据分发协议的研究现状
1.2.2 安全数据分发的研究现状
1.2.3 恶意节点识别的研究现状
1.3 论文的研究内容
1.4 论文的组织结构
2 基于网络编码的数据分发协议
2.1 数据分发协议的要求
2.2 经典数据分发协议
2.2.1 分段机制
2.2.2 流水线机制
2.2.3 基于协商的通信机制
2.3 网络编码技术
2.3.1 网络编码的基本概念
2.3.2 线性网络编码
2.3.3 随机线性网络编码
2.4 基于网络编码的数据分发协议
2.4.1 在数据分发协议中引入网络编码技术的优势
2.4.2 Rateless Deluge协议
2.4.3 SReluge协议
2.4.4 Synapse和 Synapse++协议
2.5 本章小结
3 基于网络编码的数据分发性能分析模型和优化技术研究
3.1 需求与挑战
3.2 研究基础
3.2.1 无线传感网的网络模型和相关的假设
3.2.2 代码映像的编码传输
3.3 基于网络编码数据分发协议的页分发时间模型
3.3.1 页解码时间和页编码时间
3.3.2 节点单跳操作的页通信时间
3.3.3 页分发时间模型
3.4 页分发时间最小化问题
3.5 基于可行性规则的萤火虫算法
3.5.1 萤火虫算法
3.5.2 约束处理方法
3.5.3 算法的实现
3.6 实现和性能评估
3.6.1 页分发时间模型参数估计
3.6.2 页解码时间的比较
3.6.3 页解码时间与页编码时间的比较
3.6.4 分发时间
3.6.5 萤火虫算法的收敛性
3.6.6 种群规模对萤火虫算法的影响
3.6.7 最大吸引度β0对萤火虫算法性能的影响
3.7 本章小结
4 基于网络编码数据分发协议的安全增强方案研究
4.1 需求与挑战
4.2 研究基础
4.2.1 椭圆曲线密码(ECC)的基本概念
4.2.2 椭圆曲线数字签名算法
4.2.3 适用于无线传感网的椭圆曲线密码库TinyECC
4.3 系统和威胁模型
4.3.1 系统模型
4.3.2 威胁模型
4.4 基于分层哈希树(HHT)的网络编码数据分发安全增强方案
4.4.1 分层哈希树
4.4.2 数字签名
4.4.3 代码映像的分发
4.4.4 页认证
4.5 安全性分析
4.6 分层哈希树的开销分析
4.6.1 构建开销
4.6.2 认证开销
4.6.3 存储开销
4.6.4 通信开销
4.7 实现和性能评估
4.7.1 实验设置
4.7.2 构建开销的比较
4.7.3 认证开销的比较
4.7.4 存储开销的比较
4.7.5 通信开销的比较
4.7.6 分发完成时间
4.8 本章小结
5 基于网络编码数据分发协议的恶意节点识别研究
5.1 需求与挑战
5.2 研究基础
5.2.1 对传感器节点的攻击类型
5.2.2 信任概念和特征
5.2.3 信任模型
5.3 基于起诉信任机制的加权评估模型
5.3.1 模型假设
5.3.2 节点的分类
5.3.3 节点的起诉关系
5.3.4 基于起诉信任机制的加权评估模型的构建
5.4 基于起诉信任机制的恶意节点综合评估算法
5.4.1 传感器节点的信任权重
5.4.2 恶意节点的综合评估
5.4.3 恶意起诉的回滚
5.4.4 算法的实现
5.5 实现和性能评估
5.5.1 实验设置
5.5.2 节点的起诉准确性
5.5.3 恶意节点识别的准确性
5.5.4 恶意节点识别的快速性
5.6 本章小结
6 结束语
6.1 论文工作总结
6.2 未来研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况
本文编号：3760802
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 论文的研究背景
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 数据分发协议的研究现状
1.2.2 安全数据分发的研究现状
1.2.3 恶意节点识别的研究现状
1.3 论文的研究内容
1.4 论文的组织结构
2 基于网络编码的数据分发协议
2.1 数据分发协议的要求
2.2 经典数据分发协议
2.2.1 分段机制
2.2.2 流水线机制
2.2.3 基于协商的通信机制
2.3 网络编码技术
2.3.1 网络编码的基本概念
2.3.2 线性网络编码
2.3.3 随机线性网络编码
2.4 基于网络编码的数据分发协议
2.4.1 在数据分发协议中引入网络编码技术的优势
2.4.2 Rateless Deluge协议
2.4.3 SReluge协议
2.4.4 Synapse和 Synapse++协议
2.5 本章小结
3 基于网络编码的数据分发性能分析模型和优化技术研究
3.1 需求与挑战
3.2 研究基础
3.2.1 无线传感网的网络模型和相关的假设
3.2.2 代码映像的编码传输
3.3 基于网络编码数据分发协议的页分发时间模型
3.3.1 页解码时间和页编码时间
3.3.2 节点单跳操作的页通信时间
3.3.3 页分发时间模型
3.4 页分发时间最小化问题
3.5 基于可行性规则的萤火虫算法
3.5.1 萤火虫算法
3.5.2 约束处理方法
3.5.3 算法的实现
3.6 实现和性能评估
3.6.1 页分发时间模型参数估计
3.6.2 页解码时间的比较
3.6.3 页解码时间与页编码时间的比较
3.6.4 分发时间
3.6.5 萤火虫算法的收敛性
3.6.6 种群规模对萤火虫算法的影响
3.6.7 最大吸引度β0对萤火虫算法性能的影响
3.7 本章小结
4 基于网络编码数据分发协议的安全增强方案研究
4.1 需求与挑战
4.2 研究基础
4.2.1 椭圆曲线密码(ECC)的基本概念
4.2.2 椭圆曲线数字签名算法
4.2.3 适用于无线传感网的椭圆曲线密码库TinyECC
4.3 系统和威胁模型
4.3.1 系统模型
4.3.2 威胁模型
4.4 基于分层哈希树(HHT)的网络编码数据分发安全增强方案
4.4.1 分层哈希树
4.4.2 数字签名
4.4.3 代码映像的分发
4.4.4 页认证
4.5 安全性分析
4.6 分层哈希树的开销分析
4.6.1 构建开销
4.6.2 认证开销
4.6.3 存储开销
4.6.4 通信开销
4.7 实现和性能评估
4.7.1 实验设置
4.7.2 构建开销的比较
4.7.3 认证开销的比较
4.7.4 存储开销的比较
4.7.5 通信开销的比较
4.7.6 分发完成时间
4.8 本章小结
5 基于网络编码数据分发协议的恶意节点识别研究
5.1 需求与挑战
5.2 研究基础
5.2.1 对传感器节点的攻击类型
5.2.2 信任概念和特征
5.2.3 信任模型
5.3 基于起诉信任机制的加权评估模型
5.3.1 模型假设
5.3.2 节点的分类
5.3.3 节点的起诉关系
5.3.4 基于起诉信任机制的加权评估模型的构建
5.4 基于起诉信任机制的恶意节点综合评估算法
5.4.1 传感器节点的信任权重
5.4.2 恶意节点的综合评估
5.4.3 恶意起诉的回滚
5.4.4 算法的实现
5.5 实现和性能评估
5.5.1 实验设置
5.5.2 节点的起诉准确性
5.5.3 恶意节点识别的准确性
5.5.4 恶意节点识别的快速性
5.6 本章小结
6 结束语
6.1 论文工作总结
6.2 未来研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况
本文编号：3760802
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3760802.html
