無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常被部署在通信環(huán)境相對(duì)惡劣或者無人值守的區(qū)域,這些場(chǎng)景對(duì)網(wǎng)絡(luò)有非常高的安全要求。然而以上工作空間容易導(dǎo)致無線傳感器網(wǎng)絡(luò)引發(fā)各種安全問題,尤其是針對(duì)路由協(xié)議漏洞的安全攻擊。黑洞攻擊作為一種非常典型的路由協(xié)議攻擊,會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重的破壞。目前針對(duì)黑洞攻擊的一些檢測(cè)和防御方法大多存在一定的問題,如算法復(fù)雜度高,檢測(cè)效果不理想,無法檢測(cè)多個(gè)惡意節(jié)點(diǎn)的同謀黑洞攻擊等。因此有必要對(duì)黑洞攻擊的檢測(cè)和防御方法進(jìn)行深入研究。本文分析了目前針對(duì)黑洞攻擊的各種檢測(cè)方法,總結(jié)出現(xiàn)有的黑洞檢測(cè)方法的不足之處。針對(duì)不同的黑洞攻擊類別詳細(xì)介紹了黑洞攻擊的原理,由此得出黑洞攻擊的行為特征。在黑洞行為特征及防御策略的基礎(chǔ)上,建立了兼具協(xié)議安全性增強(qiáng)策略和黑洞行為特征檢測(cè)策略的一種通用綜合檢測(cè)和防御方法。該方法結(jié)合了預(yù)共享對(duì)稱密鑰身份認(rèn)證的安全協(xié)議機(jī)制和基于節(jié)點(diǎn)屬性與可疑度的黑洞行為特征檢測(cè)算法,提高黑洞攻擊的整體檢測(cè)和防御效果。將上述通用的檢測(cè)和防御模型應(yīng)用于DSR協(xié)議下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,并針對(duì)DSR協(xié)議中黑洞節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)對(duì)通用模型進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。優(yōu)化模型引入了改進(jìn)后的安全DSR協(xié)議和改進(jìn)后的黑洞行為特征檢測(cè)算法。對(duì)黑洞行為特征算法的改進(jìn)工作體現(xiàn)在在黑洞行為特征檢測(cè)模塊中添加了基于蜜罐思想的Trap-DSR檢測(cè)模塊。采用仿真工具NS2對(duì)上述通用模型及其優(yōu)化模型的檢測(cè)效果進(jìn)行驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明:與標(biāo)準(zhǔn)DSR協(xié)議相比較,增強(qiáng)的DSR協(xié)議表現(xiàn)出較好的路由性能;此外,添加基于蜜罐思想的Trap-DSR檢測(cè)算法的黑洞行為特征檢測(cè)算法的檢測(cè)精度優(yōu)于僅僅采用基于節(jié)點(diǎn)屬性與可疑度的行為特征檢測(cè)算法。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TP212.9;TN915.08
【部分圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文被動(dòng)黑洞攻擊具有一定的局限性，從而出現(xiàn)了主動(dòng)黑洞攻擊這種更具破壞的攻擊方式。主動(dòng)黑洞攻擊，就是惡意節(jié)點(diǎn)在收到路由請(qǐng)求（Route RequesRREQ）分組后，在回復(fù)的路由響應(yīng)（Route Reply，RREP）分組中向?qū)Ψ教摰匦Q自己有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的高質(zhì)量的最佳路徑，或者虛假地宣傳自己就是對(duì)所要尋找的目的節(jié)點(diǎn)，以此來吸引更多的數(shù)據(jù)分組。因此源節(jié)點(diǎn)很可能會(huì)最先到來自主動(dòng)黑洞節(jié)點(diǎn)的偽 RREP 分組，然后對(duì)后面到達(dá)的正確的 RREP 分組進(jìn)丟棄處理（源節(jié)點(diǎn)是按照最先收到的 RREP 報(bào)文記錄的路由發(fā)送數(shù)據(jù)分組）。動(dòng)黑洞節(jié)點(diǎn)篡改路由，在擾亂正常通信的同時(shí)，也擾亂了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由信息獲取，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。圖 2-3、2-4 分別給出了被動(dòng)黑洞攻擊和主動(dòng)黑洞攻擊的示意圖。

主動(dòng)黑洞攻擊示意圖

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文根據(jù)黑洞攻擊中惡意節(jié)點(diǎn)的數(shù)量不同，可以將黑洞攻擊分為單個(gè)節(jié)點(diǎn)的黑洞攻擊和多個(gè)節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作的同謀黑洞攻擊。（1）單個(gè)節(jié)點(diǎn)的黑洞攻擊圖 2-5 給出了單個(gè)節(jié)點(diǎn)的黑洞攻擊示意圖。黑洞節(jié)點(diǎn)能夠?qū)υ垂?jié)點(diǎn) S 發(fā)來的RREQ 分組回復(fù)虛假的信息，稱自己有到達(dá)目的節(jié)點(diǎn) D 的最快路徑。源節(jié)點(diǎn)會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為路由發(fā)現(xiàn)過程已經(jīng)完成，并開始向黑洞節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)分組。黑洞節(jié)點(diǎn)可能丟棄收到的數(shù)據(jù)分組。

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