本文關(guān)鍵詞：水下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國(guó)海洋大學(xué)》 2012年

水下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)鍵技術(shù)研究

楊光  

【摘要】：研制低成本、高能效、高可靠性、高安全性的水下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)于海洋環(huán)境監(jiān)控、海洋資源開(kāi)發(fā)等研究領(lǐng)域具有重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于受自身特性限制和水聲通信環(huán)境制約，水下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)面臨各種威脅和攻擊，然而現(xiàn)有的水下通信研究多以節(jié)省能耗、延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命為出發(fā)點(diǎn)，忽視了潛在的安全問(wèn)題。因此，研究現(xiàn)有水下無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)存在的安全隱患，針對(duì)其面臨的安全威脅和安全需求，設(shè)計(jì)適用于水下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)和安全體系，具有重要的意義。本文對(duì)水下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的若干安全關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，并提出了一種適用于水下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的安全體系。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括： (1)研究了現(xiàn)有水下無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)存在的安全隱患，并對(duì)現(xiàn)有水下安全技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。對(duì)各種攻擊和安全威脅進(jìn)行了相應(yīng)研究，分析了各種攻擊的特點(diǎn)及防御技術(shù)。根據(jù)水下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的安全需求，提出了一種適用于水下分簇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的安全體系，該安全體系由基于分簇拓?fù)涞陌踩芾頇C(jī)制，基于能量和信任的安全成簇策略和基于分簇的安全MAC協(xié)議組成。 (2)提出了一種基于分簇拓?fù)涞陌踩芾頇C(jī)制，該機(jī)制主要包括：分級(jí)混合加密機(jī)制、分級(jí)混合密鑰管理機(jī)制、分級(jí)信任管理機(jī)制和基于信任的惡意節(jié)點(diǎn)檢測(cè)機(jī)制。分級(jí)混合加密機(jī)制將加密體系分為簇內(nèi)通信加密和簇間通信加密，簇內(nèi)通信加密采用對(duì)稱(chēng)加密機(jī)制，簇間通信加密采用混合加密機(jī)制；分級(jí)混合密鑰管理機(jī)制將密鑰管理體系分為簇內(nèi)密鑰管理和簇間密鑰管理，綜合采用密鑰預(yù)分配策略和基于密鑰分配中心的策略；分級(jí)信任管理機(jī)制將信任值的計(jì)算和管理分為三層，在成員節(jié)點(diǎn)上的信任計(jì)算、在簇頭節(jié)點(diǎn)上的信任計(jì)算和在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上的信任計(jì)算；基于信任的惡意節(jié)點(diǎn)檢測(cè)機(jī)制將信任值作為判斷節(jié)點(diǎn)惡意行為的依據(jù)，確定受攻擊區(qū)域后通過(guò)查詢(xún)構(gòu)建區(qū)域路由樹(shù)，從而確定惡意節(jié)點(diǎn)。 (3)針對(duì)二維水下分簇拓?fù)�，提出了一種基于能量和信任的安全成簇策略。該安全成簇策略主要由三部分構(gòu)成：初始化階段，簇頭重選階段和拓?fù)渚S護(hù)階段。初始化階段進(jìn)行全網(wǎng)成簇，采用最小能耗成簇策略，成簇后網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)固定；簇頭重選階段采用能量和信任值做為評(píng)價(jià)因子，由現(xiàn)任簇頭對(duì)成員節(jié)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，選出綜合評(píng)價(jià)因子最高的候選節(jié)點(diǎn)作為新任簇頭；拓?fù)渚S護(hù)階段主要負(fù)責(zé)監(jiān)控簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)采用相應(yīng)策略及時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行維護(hù)。 (4)針對(duì)現(xiàn)有水下MAC協(xié)議存在的安全問(wèn)題，提出了一種基于分簇拓?fù)涞陌踩玀AC協(xié)議，該協(xié)議由簇內(nèi)安全MAC協(xié)議與簇間安全MAC協(xié)議兩部分組成。1)簇內(nèi)采用TDMA協(xié)議，通過(guò)優(yōu)化時(shí)隙分配機(jī)制提高了信道利用率；為滿(mǎn)足高優(yōu)先級(jí)、猝發(fā)通信的需求，引入了猝發(fā)通信機(jī)制，，增強(qiáng)了協(xié)議的自適應(yīng)性和可擴(kuò)展性；簇間采用基于握手機(jī)制的CDMA協(xié)議，采用CDMA多址技術(shù)為每個(gè)簇分配不同擴(kuò)頻碼，保證不同簇的控制幀和數(shù)據(jù)幀不會(huì)產(chǎn)生沖突，提高了信道利用率。2)引入了安全機(jī)制，增強(qiáng)了MAC協(xié)議的安全性：采用混沌擴(kuò)頻碼代替?zhèn)鹘y(tǒng)的偽隨機(jī)序列，增強(qiáng)了CDMA通信系統(tǒng)的的安全性；采用對(duì)稱(chēng)加密機(jī)制對(duì)保證了數(shù)據(jù)的機(jī)密性，并采用消息驗(yàn)證碼保證了數(shù)據(jù)的完整性；對(duì)簇間握手機(jī)制的控制幀(RTS/CTS)采用基于身份的加密，保證了鏈路建立的安全性；并將簇間鏈路的建立與密鑰協(xié)商融為一體，減少了額外的能量消耗，延長(zhǎng)了節(jié)點(diǎn)的生存期。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TN915.08;TN929.3
【目錄】：

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【引證文獻(xiàn)】

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【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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【相似文獻(xiàn)】

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9 宋遠(yuǎn)清;無(wú)線(xiàn)通信(VHF/UHF)場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算方法[J];廣東氣象;1996年01期

10 朱炯;尋求第三代移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)[J];通訊世界;1997年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳川;焦永昌;張立;張衛(wèi)兵;弓金剛;;一種具有陷波特性的超寬帶天線(xiàn)[A];2009年全國(guó)天線(xiàn)年會(huì)論文集（上）[C];2009年

2 劉任平;孫增圻;楊濤;;足球機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];2001年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2001年

3 張?jiān)讫?許芬;;基于無(wú)線(xiàn)射頻芯片CC2420的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[A];中國(guó)計(jì)量協(xié)會(huì)冶金分會(huì)2008年會(huì)論文集[C];2008年

4 張?jiān)讫?許芬;;基于無(wú)線(xiàn)射頻芯片CC2420的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[A];2008全國(guó)第十三屆自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2008年

5 范金剛;王新燕;;淺談無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事中的應(yīng)用[A];第十屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)信息化與社會(huì)發(fā)展學(xué)術(shù)討論會(huì)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

6 周雷;韓兵;馮曉君;;nRF2401在天車(chē)出鋁作業(yè)無(wú)線(xiàn)操控中的應(yīng)用研究[A];全國(guó)冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)2010年年會(huì)論文集[C];2010年

7 黃文聰;常雨芳;丁穩(wěn)房;;基于無(wú)線(xiàn)通信的三相交流電檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國(guó)高等學(xué)校電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)第二十四屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（中冊(cè)）[C];2008年

8 易克初;谷春燕;王勇;;兩種實(shí)用的連續(xù)波時(shí)分復(fù)用技術(shù)[A];第十二屆全國(guó)信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)（CCSP-2005）論文集[C];2005年

9 楊波;趙洪新;洪偉;;基于LMX3162的藍(lán)牙射頻電路的實(shí)現(xiàn)[A];2001年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集[C];2001年

10 黃成若;鄒忠剛;南建林;陳港;姜敬恩;郭凌;涂海文;陳明新;謝詩(shī)奮;;深圳45層無(wú)線(xiàn)通信大廈預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工[A];第九屆全國(guó)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];1996年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 北京信威通信技術(shù)股份有限公司;[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2005年

2 王黎明 蘇輝 汪曼莉;[N];陜西日?qǐng)?bào);2006年

3 湯凡;[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2008年

4 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院 左奇?zhèn)?[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2005年

5 木刃;[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2002年

6 周建軍;[N];人民政協(xié)報(bào);2000年

7 易凡　劉瑤;[N];人民公安報(bào)·消防周刊;2011年

8 蕭齊;[N];人民郵電;2003年

9 孫琎;[N];第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào);2007年

10 ;[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊曉東;身體域無(wú)線(xiàn)通信表征精度提升技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2012年

2 董立珉;星間/星內(nèi)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 蓋伊;多天線(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信中的寬帶多頻段天線(xiàn)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

4 薛林;無(wú)線(xiàn)通信中的定位技術(shù)及其在AD HOC路由策略中的應(yīng)用[D];山東師范大學(xué);2010年

5 沈潔;無(wú)線(xiàn)通信的智能信號(hào)處理及信道編碼理論研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

6 李釗;MIMO無(wú)線(xiàn)通信自適應(yīng)技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

7 應(yīng)小凡;無(wú)線(xiàn)通信中多載波調(diào)制若干問(wèn)題的研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

8 張立軍;無(wú)線(xiàn)通信中的多進(jìn)制混合ARQ[D];清華大學(xué);2003年

9 何松柏;寬帶無(wú)線(xiàn)通信收發(fā)信機(jī)及其若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2003年

10 蒲威;無(wú)線(xiàn)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)編碼[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 何靜;基于μC/OS-Ⅱ的無(wú)線(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2005年

2 卿樹(shù)友;小型多功能數(shù)據(jù)采集器研究[D];重慶大學(xué);2005年

3 於雷;智能家居可移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)[D];中國(guó)海洋大學(xué);2005年

4 劉道壽;工程機(jī)械安全智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D];中南林學(xué)院;2005年

5 祁麗娟;無(wú)線(xiàn)通信中協(xié)作分集技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

6 廣旗一蘭;基于ZIGBEE技術(shù)嵌入式無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊的研究[D];大連交通大學(xué);2010年

7 孫芳方;車(chē)輛空調(diào)在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2004年

8 程穎;無(wú)線(xiàn)通信遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)研究[D];中南大學(xué);2003年

9 夏毓榮;基于無(wú)線(xiàn)通信的遠(yuǎn)程家庭醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];暨南大學(xué);2005年

10 侯海周;微型無(wú)人機(jī)圖像處理與傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：水下無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)安全關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：72006