本文關(guān)鍵詞：基于信任模型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶認(rèn)證研究

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【摘要】：在當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全方面的研究中,研究人員主要關(guān)注傳感器節(jié)點(diǎn)之間的安全問題,而疏于對(duì)外部用戶訪問傳感器內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的安全問題的研究,但是隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的越來越廣泛,用戶必須方便快捷地通過終端設(shè)備訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)從而獲得傳感器節(jié)點(diǎn)所感知的重要信息。為了使得僅授權(quán)用戶有權(quán)訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),用戶認(rèn)證技術(shù)成為了研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的用戶認(rèn)證方案只進(jìn)行用戶賬戶、密碼的認(rèn)證,卻很少考慮傳感器節(jié)點(diǎn)身份的真實(shí)性。但是隨著網(wǎng)絡(luò)中的攻擊手段的多樣化,傳感器節(jié)點(diǎn)很容易受到攻擊而妥協(xié),從而威脅到整個(gè)認(rèn)證過程。本課題通過比較幾種改進(jìn)的用戶認(rèn)證方案,發(fā)現(xiàn)使用ECC的用戶認(rèn)證方案會(huì)更適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò),同時(shí)為了提高用戶認(rèn)證的安全性,在方案中加入用戶生物特征和節(jié)點(diǎn)信任度。該方案可以防止非法用戶登錄網(wǎng)絡(luò),同時(shí)可以提高用戶收集數(shù)據(jù)的可靠性。本研究的主要研究成果如下：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)會(huì)受到很多因素的影響,包括無線鏈路干擾,缺乏物理保護(hù)等,使其對(duì)于惡意節(jié)點(diǎn)的攻擊顯得很脆弱,從而成為妥協(xié)節(jié)點(diǎn)。為了解決這些網(wǎng)絡(luò)安全問題,文中提出一種基于優(yōu)化蟻群算法的信任模型。這個(gè)模型由信息素更新、路徑質(zhì)量評(píng)估、信任度評(píng)估和懲罰與獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制構(gòu)成。此外,為了提高全局信息素計(jì)算的準(zhǔn)確性,在計(jì)算全局信息素時(shí)引入了最優(yōu)解保留策略。仿真結(jié)果表明,該信任模型具有更高的性能和可靠性,更加適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。此外,結(jié)合已設(shè)計(jì)的信任模型,提出一種基于信任模型、橢圓曲線加密算法和生物特征的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶認(rèn)證協(xié)議。通過安全性分析,提出的用戶認(rèn)證協(xié)議滿足密鑰協(xié)商正確性、機(jī)密性并實(shí)現(xiàn)用戶、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)三者的交互認(rèn)證。此外,提出的用戶協(xié)議可以靈活地應(yīng)對(duì)大量已知的攻擊。通過性能分析,提出的用戶認(rèn)證協(xié)議與Yeh提出的方案性能相似,但比Yoo提出的方案性能更好。因此,提出的用戶認(rèn)證協(xié)議適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 安全 信任模型 用戶認(rèn)證 BAN邏輯
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)12
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)12-14
• 1.2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2.2 節(jié)點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)13-14
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用14-15
• 1.4 本文所做的主要工作15-16
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全17-24
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的缺陷17
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全需求17-19
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的典型攻擊19-21
• 2.3.1 節(jié)點(diǎn)妥協(xié)19-20
• 2.3.2 選擇性轉(zhuǎn)發(fā)20
• 2.3.3 無線電干擾20
• 2.3.4 污水池攻擊20-21
• 2.3.5 女巫攻擊21
• 2.3.6 蟲洞攻擊21
• 2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)21-23
• 2.4.1 密鑰管理21-22
• 2.4.2 安全路由22
• 2.4.3 數(shù)據(jù)安全集成22
• 2.4.4 入侵檢測(cè)22
• 2.4.5 信任管理22
• 2.4.6 用戶認(rèn)證22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶認(rèn)證研究24-35
• 3.1 用戶認(rèn)證面臨的典型攻擊24-26
• 3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶認(rèn)證方案的特性26-27
• 3.3 典型的用戶認(rèn)證的方案27-34
• 3.3.1 Yeh的方案回顧27-31
• 3.3.2 Yoo的方案回顧31-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 第四章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于蚊群算法的信任模型35-43
• 4.1 引言35
• 4.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信任模型分類35-36
• 4.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信任模型的研究36-37
• 4.4 蟻群算法37
• 4.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基于優(yōu)化蟻群算法的信任模型37-40
• 4.5.1 信息素的更新37-39
• 4.5.2 路徑質(zhì)量評(píng)估39
• 4.5.3 信任度評(píng)估39
• 4.5.4 獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰機(jī)制39-40
• 4.6 信任模型分析40-42
• 4.6.1 TRMSim-WSN40
• 4.6.2 準(zhǔn)確率40-41
• 4.6.3 能量消耗41
• 4.6.4 平均路徑長度41-42
• 4.7 本章小節(jié)42-43
• 第五章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用戶認(rèn)證方案設(shè)計(jì)43-54
• 5.1 注冊(cè)階段43-44
• 5.2 登錄階段44
• 5.3 認(rèn)證階段44-45
• 5.4 密碼更新階段45-47
• 5.5 安全性分析47-53
• 5.5.1 BAN邏輯分析提出的協(xié)議47-51
• 5.5.2 其他安全性分析51-53
• 5.6 性能分析53
• 5.7 本章小結(jié)53-54
• 第六章 總結(jié)和展望54-56
• 6.1 論文總結(jié)54-55
• 6.2 研究展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-62
• 攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目62
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄62-63
• 致謝63

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