【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)是人與自然交互的接口,提升了人類感知和收集外界信息的能力。然而,WSN在計(jì)算、存儲(chǔ)等方面存在一些不足,而且資源利用率有限。另一方面,云計(jì)算在存儲(chǔ)、計(jì)算、共享和分析等方面具有很大優(yōu)勢(shì)。基于優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的理念,科研人員提出并構(gòu)建了傳感云系統(tǒng)(Sensor-Cloud)。傳感云不僅很好地沿襲了WSN和云計(jì)算各自的優(yōu)勢(shì),而且還拓展了一些新的功能。然而,隨著傳感云的發(fā)展,其安全問(wèn)題得到了研究人員的廣泛關(guān)注。在所有的安全威脅中,內(nèi)部攻擊問(wèn)題占據(jù)很大比例。信任評(píng)價(jià)機(jī)制是解決內(nèi)部攻擊問(wèn)題的有效方案。本論文對(duì)傳感云中現(xiàn)有信任評(píng)價(jià)機(jī)制進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)了一些需要解決的問(wèn)題:1)現(xiàn)有信任評(píng)價(jià)機(jī)制消耗了太多網(wǎng)絡(luò)資源。WSN中,傳感器在能量、存儲(chǔ)空間、計(jì)算能力、通信能力等方面存在一些限制。但信任評(píng)價(jià)機(jī)制的使用會(huì)占用很大一部分傳感器資源,這會(huì)降低WSN的性能和使用壽命。2)現(xiàn)有信任評(píng)價(jià)機(jī)制更多地關(guān)注傳感器的行為層次信任,對(duì)于數(shù)據(jù)層次內(nèi)部攻擊的檢測(cè)效果不好。WSN中一些惡意傳感器節(jié)點(diǎn)的存在并非破壞網(wǎng)絡(luò)或是竊取數(shù)據(jù),而是通過(guò)產(chǎn)生錯(cuò)誤數(shù)據(jù)來(lái)引導(dǎo)用戶做出錯(cuò)誤的決策。這種攻擊嚴(yán)重威脅了傳感云的服務(wù)質(zhì)量。3)信任評(píng)價(jià)機(jī)制如何提高傳感云服務(wù)的安全和效率。隨著傳感云用戶的增多,重復(fù)/相似請(qǐng)求也會(huì)增多。如果傳感云逐個(gè)處理這些請(qǐng)求,效率會(huì)很差。針對(duì)非實(shí)時(shí)應(yīng)用,傳感云的服務(wù)效率問(wèn)題不太明顯。對(duì)一些需要與WSN實(shí)時(shí)交互的應(yīng)用來(lái)說(shuō),服務(wù)效率是一個(gè)急需解決的問(wèn)題�？尚械慕鉀Q方案是將WSN中信任評(píng)價(jià)機(jī)制的高資源消耗部分轉(zhuǎn)移到云中。但是,云端遠(yuǎn)離WSN,會(huì)存在很大的延遲問(wèn)題。霧計(jì)算是拓展自云計(jì)算的一種計(jì)算模式,它更貼近于底層網(wǎng)絡(luò)并且具有一定的計(jì)算、存儲(chǔ)和處理能力。因此,本論文提出基于霧計(jì)算來(lái)建立支持平臺(tái)和服務(wù)接入點(diǎn),為傳感云提供安全高效的服務(wù)環(huán)境。本論文將霧計(jì)算設(shè)計(jì)為WSN和云的緩沖層,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信任建立、管理、維護(hù)等功能。主要研究工作如下:1)解決傳感云中信任評(píng)價(jià)機(jī)制對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)資源的消耗問(wèn)題。基于霧計(jì)算,將信任評(píng)價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì)成分層模式。這個(gè)模式用來(lái)將信任評(píng)價(jià)機(jī)制中高資源消耗部分轉(zhuǎn)移到霧層中,用以減少信任評(píng)價(jià)機(jī)制在底層網(wǎng)絡(luò)中的資源消耗。2)解決傳感云中數(shù)據(jù)層次內(nèi)部攻擊的檢測(cè)問(wèn)題。將霧計(jì)算分為霧網(wǎng)絡(luò)和霧平臺(tái)兩個(gè)部分。霧網(wǎng)絡(luò)協(xié)助WSN建立底層網(wǎng)絡(luò)的信任評(píng)價(jià)機(jī)制。霧平臺(tái)在檢測(cè)周期到來(lái)時(shí),對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)收集的傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以此發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)層次的內(nèi)部攻擊。3)解決傳感云服務(wù)的安全和效率問(wèn)題。為傳感云服務(wù)建立參數(shù)模板和解析模板兩部分,并將霧平臺(tái)作為服務(wù)接入點(diǎn)。參數(shù)模板將用戶請(qǐng)求數(shù)字化,減少了數(shù)據(jù)傳輸量。解析模板對(duì)應(yīng)于應(yīng)用程序執(zhí)行,減少應(yīng)用程序執(zhí)行前的準(zhǔn)備工作。信任評(píng)價(jià)機(jī)制用于解析模板的建立和傳感數(shù)據(jù)可靠性的保障。綜上所述,針對(duì)傳感云現(xiàn)有信任評(píng)價(jià)機(jī)制的一些不足,本論文設(shè)計(jì)了基于霧計(jì)算的傳感云信任評(píng)價(jià)機(jī)制框架。在該框架基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了分層信任評(píng)價(jià)機(jī)制、數(shù)據(jù)層次內(nèi)部攻擊檢測(cè)機(jī)制和安全高效的物聯(lián)網(wǎng)云(傳感云)服務(wù)結(jié)構(gòu)。通過(guò)霧計(jì)算不僅將WSN中信任評(píng)價(jià)機(jī)制的高資源消耗部分進(jìn)行轉(zhuǎn)移,而且建立起安全高效的服務(wù)環(huán)境。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

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