空中數(shù)據(jù)分發(fā)是對無線傳感網(wǎng)進行管理維護的一項重要手段,是無線傳感網(wǎng)應(yīng)用中不可或缺的重要服務(wù),這項服務(wù)通過基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議來實現(xiàn)。協(xié)議要求滿足的性能包括:可靠性、有效性、可擴展性和安全性。性能分析方法和優(yōu)化技術(shù)是保障協(xié)議前三個性能的重要手段。而當無線傳感網(wǎng)部署在敵對環(huán)境中時,安全性是其首先要考慮的問題。無線傳感網(wǎng)開放的無線通信信道、有限的節(jié)點資源和部署區(qū)域的特殊性,使協(xié)議的安全性面臨新的挑戰(zhàn)。性能分析方法和優(yōu)化技術(shù)是協(xié)議安全性研究的前提和基礎(chǔ),只有兩方面的研究結(jié)合起來,才能確保無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全可靠分發(fā)。本文對基于網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議的性能分析方法和安全問題進行了深入研究,主要的研究工作如下:1.提出一種頁分發(fā)時間模型,以對基于網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議的頁分發(fā)時間進行精確建模。針對基于網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議現(xiàn)有分析模型與真實數(shù)據(jù)存在較大偏差的問題,論文重視編解碼過程對數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)的影響,對基于網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議的頁解碼、頁編碼和通信協(xié)商機制進行形式化描述,基于此構(gòu)建偏差較小的頁分發(fā)時間模型,用來對基于網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議的頁分發(fā)時間進行定性分析。通過實驗分析,提出模型的預測結(jié)果與...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 論文的研究背景
    1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 安全數(shù)據(jù)分發(fā)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 惡意節(jié)點識別的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
2 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議
    2.1 數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議的要求
    2.2 經(jīng)典數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議
        2.2.1 分段機制
        2.2.2 流水線機制
        2.2.3 基于協(xié)商的通信機制
    2.3 網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)
        2.3.1 網(wǎng)絡(luò)編碼的基本概念
        2.3.2 線性網(wǎng)絡(luò)編碼
        2.3.3 隨機線性網(wǎng)絡(luò)編碼
    2.4 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議
        2.4.1 在數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議中引入網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的優(yōu)勢
        2.4.2 Rateless Deluge協(xié)議
        2.4.3 SReluge協(xié)議
        2.4.4 Synapse和 Synapse++協(xié)議
    2.5 本章小結(jié)
3 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)分發(fā)性能分析模型和優(yōu)化技術(shù)研究
    3.1 需求與挑戰(zhàn)
    3.2 研究基礎(chǔ)
        3.2.1 無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)模型和相關(guān)的假設(shè)
        3.2.2 代碼映像的編碼傳輸
    3.3 基于網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議的頁分發(fā)時間模型
        3.3.1 頁解碼時間和頁編碼時間
        3.3.2 節(jié)點單跳操作的頁通信時間
        3.3.3 頁分發(fā)時間模型
    3.4 頁分發(fā)時間最小化問題
    3.5 基于可行性規(guī)則的螢火蟲算法
        3.5.1 螢火蟲算法
        3.5.2 約束處理方法
        3.5.3 算法的實現(xiàn)
    3.6 實現(xiàn)和性能評估
        3.6.1 頁分發(fā)時間模型參數(shù)估計
        3.6.2 頁解碼時間的比較
        3.6.3 頁解碼時間與頁編碼時間的比較
        3.6.4 分發(fā)時間
        3.6.5 螢火蟲算法的收斂性
        3.6.6 種群規(guī)模對螢火蟲算法的影響
        3.6.7 最大吸引度β₀對螢火蟲算法性能的影響
    3.7 本章小結(jié)
4 基于網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議的安全增強方案研究
    4.1 需求與挑戰(zhàn)
    4.2 研究基礎(chǔ)
        4.2.1 橢圓曲線密碼(ECC)的基本概念
        4.2.2 橢圓曲線數(shù)字簽名算法
        4.2.3 適用于無線傳感網(wǎng)的橢圓曲線密碼庫TinyECC
    4.3 系統(tǒng)和威脅模型
        4.3.1 系統(tǒng)模型
        4.3.2 威脅模型
    4.4 基于分層哈希樹(HHT)的網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)安全增強方案
        4.4.1 分層哈希樹
        4.4.2 數(shù)字簽名
        4.4.3 代碼映像的分發(fā)
        4.4.4 頁認證
    4.5 安全性分析
    4.6 分層哈希樹的開銷分析
        4.6.1 構(gòu)建開銷
        4.6.2 認證開銷
        4.6.3 存儲開銷
        4.6.4 通信開銷
    4.7 實現(xiàn)和性能評估
        4.7.1 實驗設(shè)置
        4.7.2 構(gòu)建開銷的比較
        4.7.3 認證開銷的比較
        4.7.4 存儲開銷的比較
        4.7.5 通信開銷的比較
        4.7.6 分發(fā)完成時間
    4.8 本章小結(jié)
5 基于網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議的惡意節(jié)點識別研究
    5.1 需求與挑戰(zhàn)
    5.2 研究基礎(chǔ)
        5.2.1 對傳感器節(jié)點的攻擊類型
        5.2.2 信任概念和特征
        5.2.3 信任模型
    5.3 基于起訴信任機制的加權(quán)評估模型
        5.3.1 模型假設(shè)
        5.3.2 節(jié)點的分類
        5.3.3 節(jié)點的起訴關(guān)系
        5.3.4 基于起訴信任機制的加權(quán)評估模型的構(gòu)建
    5.4 基于起訴信任機制的惡意節(jié)點綜合評估算法
        5.4.1 傳感器節(jié)點的信任權(quán)重
        5.4.2 惡意節(jié)點的綜合評估
        5.4.3 惡意起訴的回滾
        5.4.4 算法的實現(xiàn)
    5.5 實現(xiàn)和性能評估
        5.5.1 實驗設(shè)置
        5.5.2 節(jié)點的起訴準確性
        5.5.3 惡意節(jié)點識別的準確性
        5.5.4 惡意節(jié)點識別的快速性
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)束語
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 未來研究展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文和參加科研情況



本文編號：3760802