本文關鍵詞：基于可逆數字水印的無線傳感器網絡安全策略研究

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【摘要】：隨著微電子技術和無線通信技術的發(fā)展,無線傳感器網絡表現出極大的應用價值,尤其在軍事、醫(yī)療和環(huán)境監(jiān)測等重要領域應用前景非常廣闊。傳感器節(jié)點通常被部署在無人看守的監(jiān)測區(qū)域,用來實時地采集并傳播數據。由于節(jié)點的脆弱性和通信暴露等原因,以數據為中心的無線傳感器網絡面臨著嚴重的安全危機,安全問題已成為制約無線傳感器發(fā)展的重要因素。然而節(jié)點受其自身資源的限制,傳統(tǒng)的安全加密方法不能有效解決傳感器網絡的安全問題,因此迫切需要尋找一種能夠適應傳感器的安全措施。針對傳感器網絡自身的特點和現有安全方法的不足,本文將數字水印技術應用于傳感器網絡中,致力于解決網絡中數據的完整性和版權保護問題。本文主要工作和貢獻如下：(1)提出一種可逆脆弱數字水印的方法實現無線傳感器網路的數據完整性保護。該方法中數據源節(jié)點采用單向哈希函數的方法對采集到的數據進行運算生成數字水印信息,從而使得水印信息與感知數據相關聯。然后采用可逆水印算法進行水印的嵌入,利用相鄰時間節(jié)點數據的相似性,將水印信息嵌在相鄰數據的差值的最低有效位中。這種嵌入方法對載體數據產生的影響很小,不易被觀察者察覺�；径嗽诮邮盏綌祿�,采用與嵌入一致的方法將水印提取出來并進行水印的匹配,匹配結果成功與否決定了數據的完整性是否受到破壞。另外,當需要原始數據時,可以通過可逆水印算法將嵌入水印前的原始數據恢復出來,滿足一些對數據精度要求較高的應用場景。大量的實驗結果也表明我們的算法能夠有效保護數據在傳輸過程中的完整性并確保數據的無損輸出,真實的實驗環(huán)境使得算法更具有實際應用價值。(2)傳感器網絡的安全問題除了需要檢測數據是否受攻擊外,還要對代表節(jié)點身份的版權進行保護,提出了一種基于多重鏈式水印的數據完整性和版權保護方案。該方案是在傳統(tǒng)鏈式水印基礎上進行的改進,水印由脆弱水印和標識水印組成。首先動態(tài)分組后將數據分割成兩部分,前一部分嵌入脆弱水印用于檢測任何對數據產生的攻擊,后一部分嵌入標識水印,既可以用作組分隔符防止分組混亂,又驗證了數據版權。兩種水印算法均采用無損水印機制,數據傳輸前后精度不受影響。真實環(huán)境下的實驗結果驗證了算法在檢驗數據完整性和版權保護的有效性。
【關鍵詞】：無線傳感器網絡 數據安全 數字水印 完整性驗證 版權保護
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP309.7;TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 課題來源7
• 1.2 研究背景及意義7-8
• 1.3 國內外研究進展8-9
• 1.4 本文所做的主要工作9-10
• 1.5 本文結構10-11
• 第二章 相關研究綜述11-18
• 2.1 無線傳感器網絡概述11-14
• 2.1.1 無線傳感器網絡體系結構11-12
• 2.1.2 無線傳感器網絡的特點12
• 2.1.3 無線傳感器網絡的應用12-13
• 2.1.4 無線傳感器網絡的安全問題13-14
• 2.2 數字水印技術概述14-17
• 2.2.1 數字水印的特點以及分類14-15
• 2.2.2 數字水印系統(tǒng)介紹15-16
• 2.2.3 數字水印在傳感網中的應用16-17
• 2.3 本章小結17-18
• 第三章 基于可逆脆弱水印的WSN數據完整性保護方案18-29
• 3.1 相關工作18-20
• 3.1.1 問題描述18-19
• 3.1.2 相關研究19-20
• 3.2 可逆數字水印方法20-25
• 3.2.1 水印模型20-22
• 3.2.2 水印嵌入算法22-23
• 3.2.3 水印提取算法23-25
• 3.3 性能分析25-28
• 3.3.1 實驗環(huán)境建立25
• 3.3.2 水印隱蔽性和數據精度分析25-26
• 3.3.3 數據傳輸量的分析26-27
• 3.3.4 安全分析27-28
• 3.3.5 能量分析28
• 3.4 本章小結28-29
• 第四章 基于多重可逆鏈式水印的WSN數據安全傳輸方案29-42
• 4.1 相關工作29-31
• 4.1.1 問題描述29
• 4.1.2 相關研究29-31
• 4.2 水印模型31-32
• 4.3 數字水印算法研究32-37
• 4.3.1 標識水印嵌入和提取算法34-35
• 4.3.2 脆弱水印的嵌入與提取算法35-37
• 4.4 性能分析37-41
• 4.4.1 搭建實驗環(huán)境37-38
• 4.4.2 水印的隱蔽性38
• 4.4.3 誤報率分析38-39
• 4.4.4 安全性能分析39-40
• 4.4.5 延遲分析40-41
• 4.4.6 數據傳輸量分析41
• 4.5 本章小結41-42
• 第五章 基于TelosB的可逆數字水印算法的驗證42-49
• 5.1 運行環(huán)境42-44
• 5.1.1 TinyOS的體系結構42-43
• 5.1.2 Telosb節(jié)點簡介43-44
• 5.2 系統(tǒng)架構44-45
• 5.3 系統(tǒng)實驗與分析45-48
• 5.3.1 實驗環(huán)境45-46
• 5.3.2 實驗驗證46-48
• 5.4 小結48-49
• 第六章 總結與展望49-51
• 6.1 主要工作總結49-50
• 6.2 未來工作展望50-51
• 參考文獻51-54
• 作者簡介54-55
• 致謝55

【引證文獻】

中國重要會議論文全文數據庫 前1條

1 曹遠福;孫星明;王保衛(wèi);鄧慧娟;;基于關聯數字水印的無線傳感器網絡數據完整性保護[A];第八屆全國信息隱藏與多媒體安全學術大會湖南省計算機學會第十一屆學術年會論文集[C];2009年

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本文編號：657490