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定位技术是无线传感器网络中的支撑技术。随着科学技术的发展,无线传感器网络在生活和工业中的应用越来越广泛,这对无线传感器网络的定位技术要求越来越高。由于无线传感器网络主要应用在无人看守的敌对环境中,在定位过程中网络节点很容易受到敌对攻击者的干扰和入侵,这一脆弱性决定了定位技术的安全问题极其重要。因此无线传感器网络的节点定位算法的安全性(即安全定位)的研究是一项迫切需要解决和具有广泛应用前景的课题。 论文对目前主要定位算法性能指标进行了比较分析,剖析了无线传感器网络协议栈中各层定位过程中的攻防机制,深入研究了具有广泛应用前景的基于无需测距的DV-HOP定位算法。对DV-HOP算法的工作原理、定位精度、误差来源、以及面临的安全隐患进行详细分析。论文提出了DA-DV-HOP及DS-DV-HOP安全定位算法来提高DV-HOP算法的防御性能及定位精度,取得了如下研究成果: (1)针对DV-HOP定位算法容易受到妥协节点攻击、虫洞攻击和阻塞攻击,论文提出了DA-DV-HOP安全定位算法。该算法首先在容易受到妥协节点攻击的路由矢量交换协议上进行加密和认证,然后通过使用全网的平均校正值替换网络校正值误差在一定范围内的信标节点校正值,以及剔除网络校正值误差大于某一个极限值的信标节点,让其不能参与定位,从而减少定位误差,提供定位精度。通过搭建实验平台进行仿真分析,验证论文所提出算法的正确性和可行性,以及具有良好的抵抗妥协节点、阻塞攻击和虫洞攻击的能力。 (2)针对DV-HOP定位算法容易受到女巫攻击,设计RSSI检测女巫攻击的原理;将RSSI检测女巫(Sybil)攻击的原理运用于DV-HOP算法中,构建出能够检测女巫(Sybil)攻击的DS-DV-HOP安全定位算法。通过搭建实验平台进行仿真分析和在自行搭建的硬件实验平台进行实际算法运行,验证论文所提出算法的正确性和可行性,以及具有良好的抵抗女巫攻击的能力。 论文详细论述了算法改进方案及在各种攻击环境下的解决方案,比较分析了各种攻击环境下改进算法性能变化,将改进算法应用于自行搭建的硬件实验平台,实验证明:改进算法定位精度高,防御效果良好。论文成果能为今后无线传感器网络的安全定位技术中同层跨层攻防研究提供理论依据。