异构环境下无线传感器网络关安全研究

摘要

无线传感器网络是一种部署在监测区域内的大量无线传感器节点通过一定的组织方式形成的网络系统。作为一种以数据为中心的网络系统,无线传感器网络需要将感知数据发布给数据的使用者。这就使得无线传感器网络与其他网络的融合成了一种必然趋势。在这种异构环境下,无线传感器网络的网关部分可能受到的安全威胁大大增大,因此网关内出现的秘密信息可能因此泄漏。
　　 为了解决异构环境下的无线传感器网络网关的安全问题,本文使用了虚拟机技术,设计了一种基于虚拟机的异构环境下的无线传感器网络网关结构。该结构运用了虚拟机技术中隔离的特性,根据各应用模块的安全特点,将其分别部署在网关中的不同虚拟机内,只有在同一虚拟机内的应用程序才能对此虚拟机内的资源进行访问。使用这种方式,可以有效的避免网关中的非可信程序或者非可信用户对网关中存储的秘密信息的访问,同时对于其他一些攻击方式也有一定的防御作用,有效的提高了网关系统的安全。
　　 同时本文对无线传感器网络中的动态用户认证协议进行了分析,给出了一种动态用户认证协议的改进方案,适于网关的使用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 无线传感器网络的研究现状

1.3 本文的研究对象

1.4 本文的篇章结构

第二章 异构环境下的无线传感器网络关键技术概述

2.1 无线传感器网络的结构

2.2 802.15.4标准简介

2.3 异构环境下无线传感器网络相关研究

2.4 异构环境下的无线传感器网络应用场景

2.5 本章小结

第三章 基于虚拟机的异构环境下无线传感器网络网关设计

3.1 异构环境下的无线传感器网络网关特点

3.2 异构环境下无线传感器网络网关的安全性问题

3.3 虚拟机技术的安全应用概述

3.4 基于虚拟机的无线传感器网络网关结构设计

3.4.1 与设计方案相关的工作

3.4.2 基于虚拟机技术的无线传感器网络网关结构

3.4.3 基于虚拟机技术的无线传感器网络网关的数据交互方式

3.5 基于虚拟机的无线传感器网络网关方案的安全性分析

3.5.1 秘密信息的泄漏问题

3.5.2 可能的其他攻击方式分析

3.6 基于虚拟机的无线传感器网络网关结构实现

3.6.1 实现中使用的硬件和第三方软件

3.6.2 网关的实现方式和数据发布方式

3.7 本章小结

第四章 改进的动态用户认证协议

4.1 无线传感器网络用户认证协议概述

4.1.1 基于公钥算法的认证协议

4.1.2 基于秘密共享的认证协议

4.2 动态用户认证协议分析

4.2.1 Wong的动态用户认证协议

4.2.2 Tseng等的改进协议

4.2.3 Lee-Chun Ko等的改进协议

4.3 上述动态用户协议的安全缺陷

4.3.1 Lee-Chun Ko动态用户协议的伪装网关重放攻击方法

4.3.2 动态用户认证协议的拒绝服务攻击

4.3.3 伪装网关的登录拒绝攻击

4.4 改进的动态用户认证协议

4.4.1 改进的动态用户认证协议

4.4.2 网关登录消息的格式

4.5 改进的动态用户认证协议的性能分析

4.5.1 伪装网关重放攻击防御

4.5.2 拒绝服务攻击的防御

4.5.3 协议的其他特性

4.6 改进型动态用户协议在网关系统中的使用

4.7 本章小结

第五章 总结与展望

致谢

参考文献

硕士期间论文发表情况及科研工作