无线传感器网络安全数据融合算法研究

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuanjin123456
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无线传感器网络综合了微机电系统、传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式处理技术等,通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境和监测对象的信息。传统无线网络的首要设计目标是提供高服务质量和高效带宽利用,而传感器网络的首要设计目标是能源的高效使用。
   数据融合因其去除冗余信息和延长网络生命周期的优势,有效的减少数据传输量,成为缓解无线传感器网络资源瓶颈问题的重要途径之一,在无线传感器网络中得到广泛应用。但是,无线传感器网络与生俱来的开放性环境甚至敌对环境部署的特性,给其埋下了安全隐患。因此,数据融合在具体实施过程中,往往易于受到安全攻击。如何在保证能源高效性的同时确保其传输数据的机密性,于是安全的数据融合技术应运而生,并迅速成为无线传感器网络中颇受关注的研究领域。
   本文在分析和总结目前国内外学者提出的安全数据融合方案的基础上,提出自己的安全数据融合方案。方案在考虑传感器节点的能量、带宽和数据处理能力等因素的基础上,实现数据融合过程中融合数据的机密性和完整性,非常适合于资源有限的无线传感器网络。
   本文的主要贡献有以下两点:
   首先,针对异构的无线传感器网络,提出一种有效的安全数据融合机制。方案通过端到端的同态加密和逐跳加密数据的传输,来分别实现数据的机密性和完整性检验。当完整性检验失败时,进行回溯认证来检测网络中存在的恶意节点和恶意的融合数据。方案能够实现数据的完整性认证,同时检测出网络中的恶意节点,保证数据融合结果的准确性。
   其次,针对静态树型网络中使用CMT(Castelluccia C,Myklentn E,Tsudik G)加密存在的ID(IDentity)传输问题,提出一种改进的ID传输机制,来减少网络中ID传输带来的巨大开销;同时针对其无法保证数据完整性的问题,设计满足加法同态性质的消息认证码(Message Authentication Code,MAC),来进行数据的完整性检测。方案可以实现数据端到端的机密性,保证融合数据在中间节点的机密性,并能够实现数据的完整性认证;同时减少网络中的通信开销。
  
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