本文選題：VANETs + 安全定量化��； 參考：《吉林大學》2017年碩士論文

【摘要】：車載自組網(wǎng)(Vehicular Ad Hoc Networks,VANETs)是傳統(tǒng)的移動自組網(wǎng)(Mobile Ad Hoc Networks,MANETs)在交通道路上的應(yīng)用,是一種特殊的移動自組網(wǎng)。近些年來,隨著無線通訊技術(shù)和汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,VANETs開始進入人們的視野并且被廣泛研究,VANETs的安全問題也隨之成為人們關(guān)注的焦點。本文主要包括兩個部分:第一部分對VANETs的安全水平進行定量化研究,為采取適當?shù)陌踩Ｗo機制(Security Protection Mechanisms,SPMs)提供依據(jù);第二部分提出一個保障VANETs安全通信的模型,可以避免隱私泄露、數(shù)據(jù)篡改等問題。VANETs可以被看成是一個經(jīng)典的具有情景感知能力的系統(tǒng)。隨著車輛的不斷移動,車速、車流量和信噪比等情景因素會快速發(fā)生變化,使拓撲結(jié)構(gòu)、鏈路狀態(tài)等發(fā)生改變,VANETs的安全水平也會隨之變化�；赩AENTs的這種特殊性,本文將VANETs的安全性看成是其內(nèi)在的一種屬性,只與用戶自身行為和周圍的情景因素有關(guān),與受到的攻擊方式、攻擊強度等無關(guān)。由于VANETs時變的特征,本文采用非齊次連續(xù)時間馬爾可夫鏈(Inhomogeneous Continuous Time Markov Chain,ICTMC)實時量化網(wǎng)絡(luò)安全水平,將網(wǎng)絡(luò)分成了7種狀態(tài),每種狀態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化,用安全狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)值表示當前的安全水平。ICTMC又可以被拆分成一個表示狀態(tài)訪問序列的非齊次離散時間馬爾可夫鏈(Inhomogeneous Discrete Time Markov Chain,IDTMC)和一個表示跳變時間的非齊次泊松過程(Inhomogeneous Poisson Process,IPP)。本文還通過大量的數(shù)值計算分析和真實數(shù)據(jù)仿真實驗研究不同情景因素組合對網(wǎng)絡(luò)安全水平的影響,結(jié)果表明,提出的定量化模型能根據(jù)情景因素的動態(tài)變化實時地捕捉安全水平并且可以為SPMs提供可靠的決策依據(jù)。同時,VANETs是一個開放的網(wǎng)絡(luò),車輛可以動態(tài)地加入和離開,再加上車輛之間(Vehicle to Vehicle,V2V)、車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施之間(Vehicle to Infrastructure,V2I)通信的廣播特性,傳輸消息非常容易被未授權(quán)用戶攔截,導致竊聽攻擊的發(fā)生。為了保證完美的消息傳輸,本文提出一個保證物理層安全的方法,即安全容量的值始終大于零。為了防止主信道(消息發(fā)送者與合法接收者)的容量小于竊聽信道(消息發(fā)送者與竊聽者)的容量造成安全容量為零的情況發(fā)生,多輸入多輸出系統(tǒng)(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)被給出,該系統(tǒng)中有一個消息發(fā)送者、一個合法接收者和一個竊聽者。首先,對主信道進行奇異值分解(Singular Value Decomposition,SVD)并通過注水法則對功率進行分配,得到主信道的最佳協(xié)方差矩陣;然后,在確保合法接收者最小信干噪比(Signal to Interference Plus Noise Ratio,SINR)情況下,發(fā)送者將剩下的可用功率用來在主信道的零空間產(chǎn)生人工噪聲起到惡化竊聽信道質(zhì)量的作用;最后,通過大量的數(shù)值分析實驗來模擬發(fā)送消息功率、發(fā)送天線數(shù)量、接收天線數(shù)量等不同組合對安全容量的影響,結(jié)果表明,提出的模型能有效地提高安全容量并保證無線傳輸?shù)陌踩浴?br/>[Abstract]:In recent years , with the rapid development of wireless communication technology and automobile industry , the safety of VANIZED is regarded as a classic system with situational awareness . In order to ensure the perfect message transmission , the author proposes a method to ensure the security of physical layer . In order to prevent the capacity of the main channel from being smaller than that of the interception channel ( Vehicle to Infrastructure , V21 ) , this paper proposes a method to guarantee the physical layer security . In order to prevent the main channel ( message sender and the legitimate recipient ) from being less than that of the interception channel ( Vehicle to Infrastructure , V21 ) , the transmission message is very easy to be intercepted by unauthorized users .

【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U495;TN929.5

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本文編號：1837398