本文關(guān)鍵詞：基于可逆數(shù)字水印的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全策略研究

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【摘要】：隨著微電子技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出極大的應(yīng)用價(jià)值,尤其在軍事、醫(yī)療和環(huán)境監(jiān)測等重要領(lǐng)域應(yīng)用前景非常廣闊。傳感器節(jié)點(diǎn)通常被部署在無人看守的監(jiān)測區(qū)域,用來實(shí)時(shí)地采集并傳播數(shù)據(jù)。由于節(jié)點(diǎn)的脆弱性和通信暴露等原因,以數(shù)據(jù)為中心的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨著嚴(yán)重的安全危機(jī),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(diǎn)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(wǎng)絡(luò)的安全問題,因此迫切需要尋找一種能夠適應(yīng)傳感器的安全措施。針對傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)和現(xiàn)有安全方法的不足,本文將數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)中,致力于解決網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的完整性和版權(quán)保護(hù)問題。本文主要工作和貢獻(xiàn)如下：(1)提出一種可逆脆弱數(shù)字水印的方法實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)路的數(shù)據(jù)完整性保護(hù)。該方法中數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)采用單向哈希函數(shù)的方法對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算生成數(shù)字水印信息,從而使得水印信息與感知數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。然后采用可逆水印算法進(jìn)行水印的嵌入,利用相鄰時(shí)間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的相似性,將水印信息嵌在相鄰數(shù)據(jù)的差值的最低有效位中。這種嵌入方法對載體數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響很小,不易被觀察者察覺。基站端在接收到數(shù)據(jù)后,采用與嵌入一致的方法將水印提取出來并進(jìn)行水印的匹配,匹配結(jié)果成功與否決定了數(shù)據(jù)的完整性是否受到破壞。另外,當(dāng)需要原始數(shù)據(jù)時(shí),可以通過可逆水印算法將嵌入水印前的原始數(shù)據(jù)恢復(fù)出來,滿足一些對數(shù)據(jù)精度要求較高的應(yīng)用場景。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明我們的算法能夠有效保護(hù)數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性并確保數(shù)據(jù)的無損輸出,真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境使得算法更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。(2)傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題除了需要檢測數(shù)據(jù)是否受攻擊外,還要對代表節(jié)點(diǎn)身份的版權(quán)進(jìn)行保護(hù),提出了一種基于多重鏈?zhǔn)剿〉臄?shù)據(jù)完整性和版權(quán)保護(hù)方案。該方案是在傳統(tǒng)鏈?zhǔn)剿』A(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn),水印由脆弱水印和標(biāo)識水印組成。首先動態(tài)分組后將數(shù)據(jù)分割成兩部分,前一部分嵌入脆弱水印用于檢測任何對數(shù)據(jù)產(chǎn)生的攻擊,后一部分嵌入標(biāo)識水印,既可以用作組分隔符防止分組混亂,又驗(yàn)證了數(shù)據(jù)版權(quán)。兩種水印算法均采用無損水印機(jī)制,數(shù)據(jù)傳輸前后精度不受影響。真實(shí)環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了算法在檢驗(yàn)數(shù)據(jù)完整性和版權(quán)保護(hù)的有效性。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)安全 數(shù)字水印 完整性驗(yàn)證 版權(quán)保護(hù)
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(nèi)外研究進(jìn)展8-9
• 1.4 本文所做的主要工作9-10
• 1.5 本文結(jié)構(gòu)10-11
• 第二章 相關(guān)研究綜述11-18
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述11-14
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)11-12
• 2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)12
• 2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用12-13
• 2.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題13-14
• 2.2 數(shù)字水印技術(shù)概述14-17
• 2.2.1 數(shù)字水印的特點(diǎn)以及分類14-15
• 2.2.2 數(shù)字水印系統(tǒng)介紹15-16
• 2.2.3 數(shù)字水印在傳感網(wǎng)中的應(yīng)用16-17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 第三章 基于可逆脆弱水印的WSN數(shù)據(jù)完整性保護(hù)方案18-29
• 3.1 相關(guān)工作18-20
• 3.1.1 問題描述18-19
• 3.1.2 相關(guān)研究19-20
• 3.2 可逆數(shù)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(shí)驗(yàn)環(huán)境建立25
• 3.3.2 水印隱蔽性和數(shù)據(jù)精度分析25-26
• 3.3.3 數(shù)據(jù)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(jié)28-29
• 第四章 基于多重可逆鏈?zhǔn)剿〉腤SN數(shù)據(jù)安全傳輸方案29-42
• 4.1 相關(guān)工作29-31
• 4.1.1 問題描述29
• 4.1.2 相關(guān)研究29-31
• 4.2 水印模型31-32
• 4.3 數(shù)字水印算法研究32-37
• 4.3.1 標(biāo)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(shí)驗(yàn)環(huán)境37-38
• 4.4.2 水印的隱蔽性38
• 4.4.3 誤報(bào)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(shù)據(jù)傳輸量分析41
• 4.5 本章小結(jié)41-42
• 第五章 基于TelosB的可逆數(shù)字水印算法的驗(yàn)證42-49
• 5.1 運(yùn)行環(huán)境42-44
• 5.1.1 TinyOS的體系結(jié)構(gòu)42-43
• 5.1.2 Telosb節(jié)點(diǎn)簡介43-44
• 5.2 系統(tǒng)架構(gòu)44-45
• 5.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析45-48
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境45-46
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證46-48
• 5.4 小結(jié)48-49
• 第六章 總結(jié)與展望49-51
• 6.1 主要工作總結(jié)49-50
• 6.2 未來工作展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 作者簡介54-55
• 致謝55

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 曹遠(yuǎn)福;孫星明;王保衛(wèi);鄧慧娟;;基于關(guān)聯(lián)數(shù)字水印的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)完整性保護(hù)[A];第八屆全國信息隱藏與多媒體安全學(xué)術(shù)大會湖南省計(jì)算機(jī)學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

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本文編號：657490