无线传感器网络由于具有成本低、易于部署、自组织等特点受到了广泛的关注,并在军事、环境、家居和工业监测等方面得到很好的应用。由于传感器节点大多部署在开放的环境中,很容易受到来自外部环境或者恶意的攻击,加之节点自身的存储能力、计算能力以及能量等资源的限制,使无线传感器网络的轻量级安全机制设计面临很大的挑战。无线传感器网络中的典型攻击包括:通过扰乱路由信息,导致信息无法正常传输降低网络性能;通过大量消耗节点的能量造成网络瘫痪;通过数据篡改影响传感器节点的感知结果。论文针对网络中的数据篡改攻击,设计确保网络感知精确度的安全防御机制,并针对入侵检测问题,提出了基于移动传感器网络的安全防护方法,具体的研究成果简述如下:(1)无线传感器网络的分布式估计及其安全机制设计。本文针对无线传感器网络中的数据篡改攻击,尤其是隐蔽的恶意数据注入攻击,基于加权平均一致性方法设计了分布式安全机制。传感器节点在感知过程中,根据邻居节点的感知数据与自身数据的差值与预先设定的阈值做比较,以此来检测恶意节点,并对其余的节点基于加权平均算法进行一致性估计以得到准确的感知数据,数值仿真表明该算法可以有效地抵御数据篡改攻击。(2)异构传感器网络的分布式估计及其安全机制设计。本文针对大规模无线传感器网络,设计了由传感器感知主节点与中继节点组成的异构传感器网络的分布式一致性安全算法。该算法通过阈值检测网络中的恶意节点,在一致性算法中,通过调节相关参数,来自适应地调节传感器节点在算法中所占的权重。该算法既避免了误判精度较低的节点为恶意节点,同时提高了无线传感器网络一致性估计的安全性。(3)基于移动无线传感器网络的入侵搜索与安全防护。论文针对诸如大型场馆等室内环境的入侵检测问题,利用移动传感器网络来对入侵者进行跟踪和捕获。由于室内环境中存在障碍物,移动传感器节点的移动速度受限。论文利用图论方法构建拓扑图,通过树分解得出了一个能够成功围捕入侵者所需的最少传感器节点的数量,并设计了一种基于树分解的围捕策略,以确保对入侵者的捕获。