论文部分内容阅读
移动无线传感器网络作为一种新型的技术焦点，它融合了传感器技术、信号处理技术和无线通信技术，代替人类在许多领域发挥着重要的作用。节点能够准确定位是无线网络提供的重要服务之一，在很多实际的应用中都需要明确事物或者事件的具体位置。移动节点定位方法的研究已经比较成熟，其中蒙特卡罗定位算法及其一系列衍生算法应用最为普遍，但是实际应用中由于传感器节点的移动性以及恶劣的自然环境等因素，定位过程极易遭受到恶意节点的攻击，因此迫切需要注重研究定位的安全问题。 本课题主要研究了移动无线传感器网络中的安全定位算法，针对虫洞攻击，在蒙特卡罗定位算法的基础上进行改进，使其具有能够检测攻击节点和剔除攻击节点的功能。本文的研究内容主要包括以下几个方面： （1）概述了无线传感器网络中移动节点定位技术基本知识，简单归纳了移动节点定位的基本方法，详细介绍了蒙特卡罗定位方法以及衍生出来的蒙特卡罗定位算法，包括MCL算法和MCB算法。 （2）介绍了可能存在的多种形式的攻击包括虫洞攻击、女巫攻击、欺骗攻击和选择转发攻击，分析其工作原理和影响机制，以及对定位过程造成的危害。研究了当前的几种应用广泛的无线传感器网络安全定位算法，了解算法的思路以及创新，从定位过程的不同角度提高定位的可靠性。同时归纳总结了常见的虫洞攻击的检测和防御的方法。 （3）深入研究了蒙特卡罗定位算法的过程和思路，网络中存在虫洞攻击时会引入错误的锚节点信息，从而影响到MCB定位方法第一阶段中建立锚盒子的过程，导致定位结果不准确甚至无法定位。针对这个问题提出一种能够抵御虫洞攻击的蒙特卡罗安全定位算法—DWMCB算法。该算法利用定位过程中的位置几何关系以及节点的移动性识别并剔除伪锚节点信息，从而实现安全定位。 （4）在MATLAB上进行实验，在一定网络模型和虫洞攻击模型下，设置参数对MCB算法、有虫洞攻击的MCB算法以及提出的DWMCB算法进行了仿真，并对三种算法的定位误差值进行了对比。同时分析了节点移动速度、锚节点密度和未知节点密度这三个参数对算法性能的影响。仿真结果表明，DWMCB算法能识别并剔除伪锚节点信息，有效地抵御虫洞攻击。