發(fā)布時(shí)間：2020-09-24 22:09

　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是一種具有特定感知能力的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),它通過部署于監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的大量定制傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作來實(shí)現(xiàn)某一特定任務(wù)。隨著其在國防軍事、野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)、無人化工廠等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,WSN的安全問題引起了業(yè)界越來越多的關(guān)注,尤其在軍事偵察活動(dòng)中,敵方布置的惡意攻擊節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的攻擊所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)混亂直接影響作戰(zhàn)部隊(duì)對(duì)下一步行動(dòng)的判斷。因此,對(duì)WSN中惡意攻擊節(jié)點(diǎn)的防御與檢測(cè)成為其安全領(lǐng)域中最重要的研究內(nèi)容之一。WSN協(xié)議棧的每一層都存在著不同的攻擊方式,其中針對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的蟲洞攻擊對(duì)網(wǎng)絡(luò)有著很強(qiáng)的破壞性。本文主要對(duì)蟲洞節(jié)點(diǎn)的兩種不同攻擊方式:顯式攻擊和隱式攻擊,提出兩種對(duì)應(yīng)的檢測(cè)方案,具體分為以下幾個(gè)方面:首先,提出一種基于層級(jí)關(guān)系被動(dòng)式的顯式蟲洞攻擊檢測(cè)方案。通過層級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)建方法,節(jié)點(diǎn)獲得的層級(jí)數(shù)確定節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位置關(guān)系,并由Sink節(jié)點(diǎn)重構(gòu)帶有層級(jí)數(shù)信息的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。采用層級(jí)結(jié)構(gòu)自適應(yīng)策略,維護(hù)網(wǎng)絡(luò)層級(jí)結(jié)構(gòu)的正確性。設(shè)計(jì)了一種安全數(shù)據(jù)包格式,將節(jié)點(diǎn)層級(jí)數(shù)信息加入到正常的感知數(shù)據(jù)包中,傳輸路徑上的節(jié)點(diǎn)以及Sink節(jié)點(diǎn)被動(dòng)式的對(duì)數(shù)據(jù)包中各項(xiàng)信息進(jìn)行驗(yàn)證,判斷網(wǎng)絡(luò)是否受到顯式蟲洞攻擊。其次,在以上方案的基礎(chǔ)上提出了基于鄰居層級(jí)結(jié)構(gòu)的隱式蟲洞攻擊檢測(cè)方案。在層級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)建方法中添加一個(gè)再擴(kuò)散的過程,節(jié)點(diǎn)建立自己的鄰居層級(jí)結(jié)構(gòu)。并依據(jù)鄰居層級(jí)結(jié)構(gòu)信息,防止隱式蟲洞節(jié)點(diǎn)建立惡意的鄰居關(guān)系。在層級(jí)結(jié)構(gòu)自適應(yīng)策略中,引入鄰居層級(jí)離散度作為參考量,降低蟲洞節(jié)點(diǎn)對(duì)正確網(wǎng)絡(luò)層級(jí)結(jié)構(gòu)建立的影響。兩個(gè)方案在檢測(cè)過程中都不產(chǎn)生額外的探測(cè)包,降低了通信開銷,而且能保證較高的蟲洞節(jié)點(diǎn)檢測(cè)率。最后,在OMNeT++網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)下對(duì)本文方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。通過在蟲洞檢測(cè)時(shí)延、檢測(cè)率及錯(cuò)判率方面與其他檢測(cè)方案做性能對(duì)比分析,本文方案能在保證較低通信開銷的前提下,對(duì)WSN中的蟲洞攻擊進(jìn)行有效的檢測(cè)。
【學(xué)位單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP212.9;TN915.08
【部分圖文】：

（2）隱式蟲洞攻擊：與顯式蟲洞攻擊行為策略相反，隱式蟲洞節(jié)點(diǎn)點(diǎn)建立任何關(guān)系，也不在數(shù)據(jù)包中添加證明自己身份的信息，隱身中。但是其攻擊原理與顯式蟲洞攻擊無太大區(qū)別，依然是借助蟲洞謀攻擊。這也意味著路由協(xié)議或安全機(jī)制對(duì)隱式蟲洞攻擊這種行為任何意義。如圖 2-3 所示，W1 和 W2 僅僅是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn) A 發(fā)出的數(shù)據(jù) E，不在數(shù)據(jù)包頭的路由中添加自己的身份，則隱式蟲洞攻擊下節(jié)點(diǎn)的路徑為：S→A→E→F。即節(jié)點(diǎn) E 直接收到了節(jié)點(diǎn) A 發(fā)出的原始數(shù)圖 2-2 顯式蟲洞攻擊示意圖

（2）隱式蟲洞攻擊：與顯式蟲洞攻擊行為策略相反，隱式蟲洞節(jié)點(diǎn)點(diǎn)建立任何關(guān)系，也不在數(shù)據(jù)包中添加證明自己身份的信息，隱身中。但是其攻擊原理與顯式蟲洞攻擊無太大區(qū)別，依然是借助蟲洞謀攻擊。這也意味著路由協(xié)議或安全機(jī)制對(duì)隱式蟲洞攻擊這種行為任何意義。如圖 2-3 所示，W1 和 W2 僅僅是轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn) A 發(fā)出的數(shù)據(jù) E，不在數(shù)據(jù)包頭的路由中添加自己的身份，則隱式蟲洞攻擊下節(jié)點(diǎn)的路徑為：S→A→E→F。即節(jié)點(diǎn) E 直接收到了節(jié)點(diǎn) A 發(fā)出的原始數(shù)

圖 3-1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分布示意圖其攻擊模型，如圖 3-2 所示。源節(jié)點(diǎn) S 想找一條到 Sink 節(jié)點(diǎn)的最佳路由條 路 徑 可 選 ， 一 條 是 S→A→B→C→D→E→Sink ， 另 一 條A→W1→W2→Sink。因?yàn)榻?jīng)過蟲洞節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)為 4，相對(duì)另一條路徑跳小，所以選擇帶有蟲洞節(jié)點(diǎn)的這條路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，蟲洞節(jié)點(diǎn)便可據(jù)包篡改、丟棄等惡意攻擊。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2826341