无线传感器网络安全协议的性能分析

摘要

伴随着计算机和通讯技术的不断成长和完善，越来越多地方需要用到无线传感器去完成特定任务。无线传感器网络是一种节点资源受限的无线网络，它的安全影响到了人们的正常生活，因此它的安全协议成为了网络通讯研究者的重要研究方向。
　　现在无线传感器网络有很多种加密方案，混沌密码就是其中的一种，但是缺少一种混沌秘钥的更新机制，因此TinyTCSec就是根据树型奇偶机和混沌映射组成混合模型的安全协议。TinySBSec是结合了序列密码和分组密码的优势，然后进行交织处理得到的一种可靠的安全协议。本文是研究无线传感器网络链路层的安全协议，对两个基于TinySec的安全协议TinyTCSec和TInySBSec进行了内存占用、能量损耗和密钥安全性进行了实验分析，并从结果分析中得出，两个协议符合无线传感器网络的要求，拥有比TinySec更好的安全性。
　　本文对两种协议进行一系列的分析和优化：
　　1.因为TinyTCSec协议和TinySBSec协议中都包含了伪随机的功能，因此对伪随机进行一个随机性的测试也是不可缺少的，本文使用DIEHARD进行随机性测试，通过18项常见的随机性测试标准来对两种协议伪随机的随机性进行测试。
　　2.用无线传感器网络仿真环境TOSSIM对协议进行各自内存使用和能量损耗进行实验，然后根据实验结果对TinyTCSec协议和TinySBSec协议与TinySec协议之间进行对比，看协议是不是适应于无线传感器网络特殊环境。
　　3.采用卡方拟合优度测试，对TinyTCSec协议和TinySBSec协议通过频数测试和跟随测试来测试两种协议的安全性。

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第一章绪论

1.1无线传感器网络背景

1 .2无线传感器的应用

1.3无线传感器网络安全需求

1.4无线传感器网络仿真环境：TOSSIM

1.5卡方拟合优度测试

1 .6研究内容

1.7论文结构

第二章TinySec协议

2.1TinySec协议介绍

2.2 TinySec协议构架

2.3 TinySec协议安全源语

2.4 TinySec设计原则

2.5本章小节

第三章TinyTCSec协议的性能分析

3.1树型奇偶机

3 .2 混沌模型

3.3树型奇偶机和混沌算法的混合模型

3.4新型轻量级链路加密协议

3.5 TinyTCSec协议安全和性能比较

3.6结果分析

第四章TinySBSec协议的性能分析

4.1 TinySBSec框架设计

4.2子秘钥生成算法

4.3算法安全性的理论分析

4.4 TinySBSec协议安全和性能比较

4.5结果分析

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢