基于LEACH协议的无线传感器网络攻击检测技术研究

摘要

无线传感器网络由大量传感器节点组成，这些节点被部署在监测区域中，通过无线通信的方式自动形成网络系统。无线传感器网络集传感器技术、信息技术和网络通信技术等前沿学科为一体，具有广阔的应用前景。无线传感器网络在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、危险区域远程控制等许多重要领域都有潜在的实用价值。随着无线传感器网络应用的广泛深入，其安全问题也变得越来越重要，而路由协议的安全则直接影响了无线传感器网络的安全性和可用性，因此安全路由协议的研究成为无线传感器网络安全研究的重点。
　　本文首先介绍了无线传感器网络的发展、结构、特点及应用，然后阐述了无线传感器网络协议栈各层所面临的安全威胁和防御措施，以及目前无线传感器网络攻击检测技术的研究现状。在无线传感器网络中网络层尤其容易受到各种攻击，因此路由协议的安全就显得极其重要。本文以LEACH路由协议为基础，对它进行了改进，提出了带有攻击检测方案的LEACH-I路由协议。LEACH路由协议是一种典型的层次式、自组织的、自适应的、能量有效的路由协议，LEACH-I协议继承了LEACH协议的这些优点，并增加了攻击检测功能，LEACH-I协议通过簇头节点监视簇内成员节点，簇头节点由其相邻的簇头节点进行监视的方案，加强路由协议的安全性，从而保证无线传感器网路的安全。最后，利用仿真工具NS2对LEACH-I路由协议进行仿真实验，并分析实验结果，总结了协议的优缺点，最终得出结论。

目录

基于LEACH协议的无线传感器网络攻击 检测技术研究

RESEARCH ON ATTACK DETECTION TECHNOLOGY OF WIRELESS SENSOR NETWORK BASED ON LEACH PROTOCOL

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 无线传感器网络概述

1.2.1 无线传感器网络的结构

1.2.2 无线传感器网络的特点

1.2.3 无线传感器网络的应用

1.2.4 无线传感器网络的发展历程

1.3 目前研究现状

1.3.1 国外目前研究现状

1.3.2 国内目前研究现状

1.4 研究内容及文章结构

第2章 无线传感器网络安全问题研究

2.1 无线传感器网络的安全需求

2.2 无线传感器网络协议栈

2.3 无线传感器网络各协议层面临的安全威胁与防御措施

2.3.1 物理层的攻击与防御

2.3.2 数据链路层的攻击与防御

2.3.3 网络层的攻击与防御

2.4 无线传感器网络攻击检测技术研究现状

2.5 本章小结

第3章 基于LEACH的改进协议LEACH-I协议

3.1 LEACH路由协议介绍

3.1.1 LEACH协议的能量模型

3.1.2 LEACH协议的工作流程

3.1.3 LEACH协议的评价

3.2 LEACH-I协议的运行环境

3.3 LEACH-I协议的设计目标

3.4 LEACH-I协议的设计

3.4.1 LEACH-I协议概述

3.4.2 LEACH-I协议的算法描述

3.5 本章小结

第4章LEACH-I路由协议仿真与结果分析

4.1 网络仿真软件NS2介绍

4.2 仿真方案及结果分析

4.2.1 网路不存在攻击的仿真

4.2.2 网络存在能耗攻击的仿真

4.3 LEACH-I协议与其他LEACH改进协议的比较分析

4.3.1 LEACH的改进协议

4.3.2 比较结果与分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢