基于地理位置的Ad Hoc网络匿名路由技术的研究

摘要

移动AdHoc网络的移动、自组织、无中心和多跳广播传输等特性，使它更容易受到各种不同的攻击。因此，身份、位置和路径的匿名性在AdHoc网络中成为了一个非常重要的安全手段，一般做法是向恶意攻击者隐藏身份、位置和路径等相关信息。但是，已经提出的基于地理位置的AdHoc网络的匿名路由协议存在一些问题，如有的路由算法没有达到身份、位置和路径等隐私信息的匿名性，有的路由算法性能不高。
　　 针对这种情况，本文提出了基于位置匿名的多路径路由协议LAMR（Location-basedanonymousrouteprotocol）和改进的路由协议EILAMR(EnergyImprovedLAMR)。LAMR协议在ARMR(AnonymousRoutingProtocolwithMultipleRoutes)协议的基础之上，融入LAR（LocationAidedRouting）的思想，并在协议中加入模糊位置机制，使得协议中的节点达到强匿名性的要求。EILAMR路由协议是在LAMR协议基础上增加能量消耗量和瓶颈节点剩余生存时间两个变量。设计的两个路由协议均能运用到中大规模的无线AdHoc网络中。多路径的设计，使协议可以对单一路径失效有一定的抵抗能力，增强无线网络的鲁棒性。
　　 经过对LAMR协议在NS2仿真平台上进行仿真，表明提出的LAMR协议在路由请求分组成功率和路由时延两个指标上优于AODV协议和ARMR协议，在一定程度上提高了协议的效率。理论分析和评价表明该协议能够向数据分组的源节点，目的节点以及路径上的中间节点提供匿名性的保证，包括身份、位置和路由的匿名，在一定程度上能抵御恶意攻击者攻击。
　　 EILAMR路由协议是在LAMR协议基础上，加入改进后的能量模型，增加能量消耗量和节点生存时间之间的权衡，数据传输阶段可定量的选择最优路径进行数据传输。NS2仿真实验表明EILAMR路由协议比LAMR协议可以延长网络的生存时间。

目录

声明

学位论文的主要创新点

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究现状

1．2．1 基于地理位置的路由协议

1．2．2 基于身份匿名的路由协议

1．2．3 基于位置匿名的路由协议

1．3 研究目标和主要研究工作

1．3．1 选题的目的

1．3．2 选题的意义

1．3．3 主要研究工作

1．4 论文的组织结构

第二章 基于地理位置的无线Ad Hoc网络匿名路由

2．1 PPBR路由协议

2．1．1 路由发现过程

2．1．2 路由回复阶段

2．1．3 数据传输阶段

2．2 ALARM路由协议

2．2．1 初始化(离线)

2．2．2 运行(在线)

2．3 AO2P路由协议

2．3．1 位置管理

2．3．2 路由协议过程

2．3．3 接收者分类

2．4 本章小结

第三章 LAMR：移动Ad Hoc网络位置匿名的多路径路由协议

3．1 移动模型以及攻击模型

3．1．1 移动模型

3．1．2 攻击模型

3．2 LARM的基本思想

3．2．1 定向洪泛思想

3．2．2 ARMR路由协议

3．3 LAMR协议过程

3．3．1 路由请求阶段

3．3．2 数据传输阶段

3．3．3 路由维护阶段

3．4 NS2仿真平台

3．4．1 NS2在无线网络的应用

3．4．2 NS2仿真机制

3．5 LAMR路由性能分析

3．5．1 仿真环境和加密算法

3．5．2 LAMR在NS2中仿真步骤

3．5．3 参数配置

3．5．4 仿真数据分析

3．6 LAMR安全性与匿名性分析

3．6．1 安全性分析

3．6．2 匿名性分析

3．7 本章小结

第四章 EILAMR：位置匿名的多路径路由协议改进

4．1 能量模型介绍

4．2 一种新的能量模型

4．2．1 生存时间算法

4．2．2 能量消耗算法

4．3 EILAMR：能量模型在LAMR协议中的应用

4．4 EILAMR协议分析

4．4．1 理论分析

4．4．2 仿真分析

4．5 本章总结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢