基于W-HMM的无线传感器网络安全路由研究

摘要

无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是一种全新的信息获取、处理和传输技术,它实现了信息世界和物理世界的紧密结合,因此得到学术界和产业界的高度重视。路由协议是WSN的研究热点,目前提出的路由协议基本上以节能为设计目标,很少考虑安全性。然而随着WSN在安全领域的广泛应用,数据安全性变得越来越重要,如何使路由协议在安全和节能之间取得平衡成为一个全新的研究方向。本文对无线传感器网络安全路由进行深入细致的研究,主要的研究成果如下:
　　⑴以隐马尔科夫模型(HMM)为改进对象,针对WSN资源受限无法进行高强度运算的特点,对 HMM模型进行改进,提出改进的HMM模型一弱隐马尔科夫模型(W-HMM),并设计了一种基于W- HMM的WSN入侵检测算法,算法利用W-HMM对典型的网络层攻击进行建模,以此来检测入侵。采用攻击评分机制对攻击进行等级评定,从而在检测出攻击类型的同时给出危险等级。
　　(2)鉴于分簇路由协议能量高效但缺乏安全性的特点,本文将基于W- HMM的入侵检测和分簇路由协议进行有机结合,设计了基于W-HMM的安全路由算法。算法采用检测恶意节点并将其隔离的措施维护网络安全,在此过程中借助邻近节点表来减少能耗和限制拓扑变化范围。在路径选择时综合考虑能量、跳数以及路径安全性,以达到数据安全有效传输的目的。

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第一章绪论

§ 1 .1研究背景和意义

§1.2 W S N概述

§1.3 W S N安全的研究现状

§ 1 .4文章的主要工作和创新

§ 1 .5文章的结构

第二章W SN安全相关问题研究与分析

§2.1W SN安全问题概述

§2.2 W S N网络层安全分析

§2.3 W S N典型路由协议及安全性分析

第三章基于W-HMM的无线传感器网络入侵检测算法

§3.1 W S N入侵检测概述

§3.2 H M M模型概述

§3.3基于W-HMM的入侵检测算法

第四章基于W-HMM的无线传感器网络安全分簇路由算法

§ 4 .1网络模型

§ 4 .2网络结构形成及安全维护

§ 4 .4安全路由算法

§ 4 .5本章小结

第五章仿真实验

§5.1 OMNET++仿真软件介绍

§ 5 .2入侵检测算法仿真

§ 5 .3安全路由算法仿真

§ 5 .3本章小结

第六章总结和展望

§ 6 .1工作总结

§ 6 .2展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果