無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是一種具有特定感知能力的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),它通過部署于監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量定制傳感器節(jié)點協(xié)同工作來實現(xiàn)某一特定任務(wù)。隨著其在國防軍事、野生動物監(jiān)測、無人化工廠等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,WSN的安全問題引起了業(yè)界越來越多的關(guān)注,尤其在軍事偵察活動中,敵方布置的惡意攻擊節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)的攻擊所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)混亂直接影響作戰(zhàn)部隊對下一步行動的判斷。因此,對WSN中惡意攻擊節(jié)點的防御與檢測成為其安全領(lǐng)域中最重要的研究內(nèi)容之一。WSN協(xié)議棧的每一層都存在著不同的攻擊方式,其中針對網(wǎng)絡(luò)層的蟲洞攻擊對網(wǎng)絡(luò)有著很強的破壞性。本文主要對蟲洞節(jié)點的兩種不同攻擊方式:顯式攻擊和隱式攻擊,提出兩種對應(yīng)的檢測方案,具體分為以下幾個方面:首先,提出一種基于層級關(guān)系被動式的顯式蟲洞攻擊檢測方案。通過層級結(jié)構(gòu)構(gòu)建方法,節(jié)點獲得的層級數(shù)確定節(jié)點間的相對位置關(guān)系,并由Sink節(jié)點重構(gòu)帶有層級數(shù)信息的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。采用層級結(jié)構(gòu)自適應(yīng)策略,維護網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)的正確性。設(shè)計了一種安全數(shù)據(jù)包格式,將節(jié)點層級數(shù)信息加入到正常的感知數(shù)據(jù)包中,傳輸路徑上的節(jié)點以及Sink節(jié)點被動式的對數(shù)據(jù)包中各項信息進行驗證,判斷網(wǎng)絡(luò)是否受到顯式蟲洞攻擊。其次,在以上方案的基礎(chǔ)上提出了基于鄰居層級結(jié)構(gòu)的隱式蟲洞攻擊檢測方案。在層級結(jié)構(gòu)構(gòu)建方法中添加一個再擴散的過程,節(jié)點建立自己的鄰居層級結(jié)構(gòu)。并依據(jù)鄰居層級結(jié)構(gòu)信息,防止隱式蟲洞節(jié)點建立惡意的鄰居關(guān)系。在層級結(jié)構(gòu)自適應(yīng)策略中,引入鄰居層級離散度作為參考量,降低蟲洞節(jié)點對正確網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)建立的影響。兩個方案在檢測過程中都不產(chǎn)生額外的探測包,降低了通信開銷,而且能保證較高的蟲洞節(jié)點檢測率。最后,在OMNeT++網(wǎng)絡(luò)仿真平臺下對本文方案進行了實驗。通過在蟲洞檢測時延、檢測率及錯判率方面與其他檢測方案做性能對比分析,本文方案能在保證較低通信開銷的前提下,對WSN中的蟲洞攻擊進行有效的檢測。
【學(xué)位單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP212.9;TN915.08
【部分圖文】：

（2）隱式蟲洞攻擊：與顯式蟲洞攻擊行為策略相反，隱式蟲洞節(jié)點點建立任何關(guān)系，也不在數(shù)據(jù)包中添加證明自己身份的信息，隱身中。但是其攻擊原理與顯式蟲洞攻擊無太大區(qū)別，依然是借助蟲洞謀攻擊。這也意味著路由協(xié)議或安全機制對隱式蟲洞攻擊這種行為任何意義。如圖 2-3 所示，W1 和 W2 僅僅是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 A 發(fā)出的數(shù)據(jù) E，不在數(shù)據(jù)包頭的路由中添加自己的身份，則隱式蟲洞攻擊下節(jié)點的路徑為：S→A→E→F。即節(jié)點 E 直接收到了節(jié)點 A 發(fā)出的原始數(shù)圖 2-2 顯式蟲洞攻擊示意圖

（2）隱式蟲洞攻擊：與顯式蟲洞攻擊行為策略相反，隱式蟲洞節(jié)點點建立任何關(guān)系，也不在數(shù)據(jù)包中添加證明自己身份的信息，隱身中。但是其攻擊原理與顯式蟲洞攻擊無太大區(qū)別，依然是借助蟲洞謀攻擊。這也意味著路由協(xié)議或安全機制對隱式蟲洞攻擊這種行為任何意義。如圖 2-3 所示，W1 和 W2 僅僅是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點 A 發(fā)出的數(shù)據(jù) E，不在數(shù)據(jù)包頭的路由中添加自己的身份，則隱式蟲洞攻擊下節(jié)點的路徑為：S→A→E→F。即節(jié)點 E 直接收到了節(jié)點 A 發(fā)出的原始數(shù)

圖 3-1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布示意圖其攻擊模型，如圖 3-2 所示。源節(jié)點 S 想找一條到 Sink 節(jié)點的最佳路由條 路 徑 可 選 ， 一 條 是 S→A→B→C→D→E→Sink ， 另 一 條A→W1→W2→Sink。因為經(jīng)過蟲洞節(jié)點的跳數(shù)為 4，相對另一條路徑跳小，所以選擇帶有蟲洞節(jié)點的這條路徑進行數(shù)據(jù)傳輸，蟲洞節(jié)點便可據(jù)包篡改、丟棄等惡意攻擊。

【參考文獻】

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1 章曙光;周學(xué)海;楊峰;徐軍;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于鄰居節(jié)點信息的溯源追蹤策略[J];小型微型計算機系統(tǒng);2015年03期

2 �？�;龐征斌;徐煒遐;夏軍;尹剛;;CERep:一種可信度增強的信譽機制[J];國防科技大學(xué)學(xué)報;2014年02期

3 董曉梅;楊潔;;一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的蟲洞攻擊檢測算法[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年09期

4 陳劍;曾凡平;;蟲洞攻擊檢測與防御技術(shù)[J];計算機工程;2008年07期

5 李建中;高宏;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進展[J];計算機研究與發(fā)展;2008年01期

6 裴慶祺;沈玉龍;馬建峰;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)綜述[J];通信學(xué)報;2007年08期

7 洪亮;洪帆;彭冰;陳晶;;一種基于鄰居信任評估的蟲洞防御機制[J];計算機科學(xué);2006年08期

本文編號：2826341