本文關鍵詞：抵御惡意攻擊的無線傳感網(wǎng)絡安全定位算法研究

  更多相關文章： 無線傳感器網(wǎng)絡 安全定位 惡意攻擊 梯度下降 牛頓迭代

【摘要】：隨著微機電系統(tǒng)、片上系統(tǒng)、低功耗嵌入式技術和無線通信技術的飛速發(fā)展,孕育出無線傳感器網(wǎng)絡,并以其低功耗、低成本、自組織和分布式的特點帶來了一場信息感知的變革。無線傳感器網(wǎng)絡是由分布在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的微型廉價傳感器節(jié)點組成,通過無線通信的方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡。無線傳感器網(wǎng)絡根據(jù)應用背景的不同支持低速率和高速率數(shù)據(jù)傳輸,近距離和遠距離通信。傳感器節(jié)點定位技術是無線傳感器網(wǎng)絡中的一項關鍵技術之一,在民用和軍事領域中都有著廣泛的應用前景。因為無線傳感器網(wǎng)絡經(jīng)常部署在難以監(jiān)管或者環(huán)境惡劣的地方,所以安全性就成了另外一個值得關注的問題。如果環(huán)境中存在攻擊者或者惡意節(jié)點的話,那么節(jié)點定位的準確性就會下降,從而導致整個網(wǎng)絡難以正常運行。本文就惡意攻擊環(huán)境中的安全定位問題作了深入研究,先后提出了兩種安全定位算法:梯度下降安全定位算法(G r a d i e n t d e s c e n t se c u r e l o ca l i z a t i o n al g o r i t h m,G D S L A)和牛頓迭代安全定位算法(N e w t o n i t er a t i v e se c u r e l o c a l i z a t i o n al g o r i t h m,N I S L A)。梯度下降法的主要思想是使用迭代的方法來最小化合適的代價函數(shù),在迭代的過程中,使用動態(tài)更新的梯度來去除惡意錨節(jié)點產(chǎn)生的不一致的信息。該算法主要分為兩步:第一步使用所有錨節(jié)點的信息來計算定位節(jié)點的位置,直到梯度的模小于門限閾值;第二步選擇性地去除不一致的信息來減輕惡意錨節(jié)點對定位結(jié)果產(chǎn)生的影響。牛頓迭代法在梯度下降法的基礎上,使用代價函數(shù)的二階泰勒級數(shù)和海森矩陣進行迭代,大幅度地縮小了算法的迭代次數(shù),同時提高了算法的穩(wěn)定性和定位精度。仿真和實驗證明,上述兩種算法都能較好地滿足無線傳感器網(wǎng)絡在惡意攻擊環(huán)境中的定位要求。
【關鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡 安全定位 惡意攻擊 梯度下降 牛頓迭代
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡概述9-10
• 1.2 定位技術10-11
• 1.3 安全定位技術11-12
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.5 本課題的研究背景及意義13-14
• 1.6 本文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡安全定位理論基礎16-24
• 2.1 傳感器模型16-17
• 2.1.1 傳感器信號強度模型16
• 2.1.2 傳感器陣列模型16-17
• 2.2 傳感器節(jié)點定位算法17-20
• 2.2.1 單一節(jié)點定位算法18-20
• 2.2.2 多節(jié)點定位算法20
• 2.3 安全定位問題20
• 2.4 安全定位模型20-21
• 2.5 安全定位補充說明21-22
• 2.6 安全定位問題分析22-23
• 2.7 本章小結(jié)23-24
• 第3章GDSLA安全定位算法24-38
• 3.1 攻擊模型24-26
• 3.1.1 獨立攻擊模型24-25
• 3.1.2 協(xié)同攻擊模型25-26
• 3.2 GDSLA定位算法原理26-28
• 3.2.1 梯度下降法26-27
• 3.2.2 異常檢測算法27-28
• 3.3 GDS LA定 位算法流程及偽代碼28-30
• 3.4 仿真實驗及性能分析30-37
• 3.4.1 仿真環(huán)境30-31
• 3.4.2 固定步長與可變步長的選擇31-32
• 3.4.3 差分閾值 β 的選擇32-33
• 3.4.4 獨立攻擊仿真結(jié)果與分析33-35
• 3.4.5 協(xié)同攻擊仿真結(jié)果與分析35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 NISLA安全定位算法38-47
• 4.1 NISLA定位算法原理38-39
• 4.2 NISLA定位算法流程及偽代碼39-41
• 4.3 仿真實驗及性能分析41-46
• 4.3.1 仿真環(huán)境41-42
• 4.3.2 獨立攻擊仿真結(jié)果與分析42-44
• 4.3.3 協(xié)同攻擊仿真結(jié)果與分析44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 安全定位算法實驗分析47-59
• 5.1 定位算法實驗的整體思路47-48
• 5.2 基于RSSI的信息收集技術48-51
• 5.2.1 基于RSSI的實驗測距模型48
• 5.2.2 RSSI測 距實驗48-51
• 5.2.2.1 測距環(huán)境48-49
• 5.2.2.2 測距數(shù)據(jù)49
• 5.2.2.3 數(shù)據(jù)擬合49-50
• 5.2.2.4 誤差分析50-51
• 5.3 安全定位算法實驗結(jié)果及分析51-58
• 5.3.1 實驗環(huán)境51
• 5.3.2 實驗結(jié)果及分析51-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 總結(jié)與展望59-61
• 參考文獻61-65
• 附錄A （ 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄 ）65-66
• 致謝66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 郝本建;李贊;萬鵬武;司江勃;齊佩漢;關磊;;基于TDOA與GROA的信號源被動定位偏差消除技術[J];電子學報;2014年03期

2 葉苗;王宇平;;一種新的容忍惡意節(jié)點攻擊的無線傳感器網(wǎng)絡安全定位方法[J];計算機學報;2013年03期

3 曹曉梅;俞波;陳貴海;任豐原;;傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位系統(tǒng)安全性分析[J];軟件學報;2008年04期

，

本文編號：687495