無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常被部署在通信環(huán)境相對惡劣或者無人值守的區(qū)域,這些場景對網(wǎng)絡(luò)有非常高的安全要求。然而以上工作空間容易導(dǎo)致無線傳感器網(wǎng)絡(luò)引發(fā)各種安全問題,尤其是針對路由協(xié)議漏洞的安全攻擊。黑洞攻擊作為一種非常典型的路由協(xié)議攻擊,會對網(wǎng)絡(luò)造成嚴重的破壞。目前針對黑洞攻擊的一些檢測和防御方法大多存在一定的問題,如算法復(fù)雜度高,檢測效果不理想,無法檢測多個惡意節(jié)點的同謀黑洞攻擊等。因此有必要對黑洞攻擊的檢測和防御方法進行深入研究。本文分析了目前針對黑洞攻擊的各種檢測方法,總結(jié)出現(xiàn)有的黑洞檢測方法的不足之處。針對不同的黑洞攻擊類別詳細介紹了黑洞攻擊的原理,由此得出黑洞攻擊的行為特征。在黑洞行為特征及防御策略的基礎(chǔ)上,建立了兼具協(xié)議安全性增強策略和黑洞行為特征檢測策略的一種通用綜合檢測和防御方法。該方法結(jié)合了預(yù)共享對稱密鑰身份認證的安全協(xié)議機制和基于節(jié)點屬性與可疑度的黑洞行為特征檢測算法,提高黑洞攻擊的整體檢測和防御效果。將上述通用的檢測和防御模型應(yīng)用于DSR協(xié)議下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,并針對DSR協(xié)議中黑洞節(jié)點的特點對通用模型進行優(yōu)化和改進。優(yōu)化模型引入了改進后的安全DSR協(xié)議和改進后的黑洞行為特征檢測算法。對黑洞行為特征算法的改進工作體現(xiàn)在在黑洞行為特征檢測模塊中添加了基于蜜罐思想的Trap-DSR檢測模塊。采用仿真工具NS2對上述通用模型及其優(yōu)化模型的檢測效果進行驗證。仿真結(jié)果表明:與標準DSR協(xié)議相比較,增強的DSR協(xié)議表現(xiàn)出較好的路由性能;此外,添加基于蜜罐思想的Trap-DSR檢測算法的黑洞行為特征檢測算法的檢測精度優(yōu)于僅僅采用基于節(jié)點屬性與可疑度的行為特征檢測算法。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TP212.9;TN915.08
【部分圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文被動黑洞攻擊具有一定的局限性，從而出現(xiàn)了主動黑洞攻擊這種更具破壞的攻擊方式。主動黑洞攻擊，就是惡意節(jié)點在收到路由請求（Route RequesRREQ）分組后，在回復(fù)的路由響應(yīng)（Route Reply，RREP）分組中向?qū)Ψ教摰匦Q自己有到達目的節(jié)點的高質(zhì)量的最佳路徑，或者虛假地宣傳自己就是對所要尋找的目的節(jié)點，以此來吸引更多的數(shù)據(jù)分組。因此源節(jié)點很可能會最先到來自主動黑洞節(jié)點的偽 RREP 分組，然后對后面到達的正確的 RREP 分組進丟棄處理（源節(jié)點是按照最先收到的 RREP 報文記錄的路由發(fā)送數(shù)據(jù)分組）。動黑洞節(jié)點篡改路由，在擾亂正常通信的同時，也擾亂了整個網(wǎng)絡(luò)的路由信息獲取，嚴重影響網(wǎng)絡(luò)負載。圖 2-3、2-4 分別給出了被動黑洞攻擊和主動黑洞攻擊的示意圖。

主動黑洞攻擊示意圖

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文根據(jù)黑洞攻擊中惡意節(jié)點的數(shù)量不同，可以將黑洞攻擊分為單個節(jié)點的黑洞攻擊和多個節(jié)點相互協(xié)作的同謀黑洞攻擊。（1）單個節(jié)點的黑洞攻擊圖 2-5 給出了單個節(jié)點的黑洞攻擊示意圖。黑洞節(jié)點能夠?qū)υ垂?jié)點 S 發(fā)來的RREQ 分組回復(fù)虛假的信息，稱自己有到達目的節(jié)點 D 的最快路徑。源節(jié)點會錯誤地認為路由發(fā)現(xiàn)過程已經(jīng)完成，并開始向黑洞節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)分組。黑洞節(jié)點可能丟棄收到的數(shù)據(jù)分組。

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本文編號：2833019