无线传感器网络安全路由协议研究.pdf

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1、学校代码：10255学号：2141079东华大学无线传感器网络安全路由协议研究ResearchonSecurityRoutinginWirelessSensorNetworks学科专业：信息与通信工程论文作者：黄妙媛指导老师：白恩健答辩日期：2017年1月4日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名

2、：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月I无线传感器网络安全路由协议研究无线传感器网络安全路由协议研究摘要无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，简称WSN）是自组织网络的一种。无线传感器网络将大

3、量可以以无线通信方式进行数据传播的传感器节点散布在监视区域内，通过传感器节点之间的协作来感知、采集各类环境或监测对象的信息，并由传感器对这些信息进行处理以及传输。无线传感器网络的技术包括了传感器技术、无线通信技术和嵌入式计算等技术。由于传感器节点是由电池供电，而由于成本限制电池是不可再充电的并且难以替换，如果大量的节点由于负荷过大而能量过早耗尽死亡，就会导致网络结构严重破坏，从而影响网络的性能和生存时间。节点能量有限的特点要求网络工作时节点的计算量不能过大，这就限制了无线传感网路由算法的复杂性，如何设计节能高效的路由算法，是无线传感网技术研究的热门领域之一。基于分簇的层次式路由协议相对于

4、平面路由协议在能耗上有明显的优势，而传统的层次式路由协议如LEACH等，簇头的选取采用完全随机的方式，并没有考虑节点的剩余能量也没有对节点的表现进行衡量，簇头的质量难以保证，这使得网络的通信质量会由于不良节点或恶意节点竞选为簇头而下降。本文提出的新算法LEACH-ET是一种基于分簇的路由算法，在分簇过程中加入能量感知（ResidualEnergy）和信任度衡量（TrustValue）这两个因素，不仅很好地提高了路由的能效还提高了网络的通信质量II无线传感器网络安全路由协议研究和安全性。LEACH-ET对传统层次式路由算法的改进还包括簇头数量和簇头间最小距离的控制，这些改进都能够使簇头分布

5、更均匀合理，提高网络资源的利用率，提高网络的通信质量。无线传感网节点资源的有限决定了路由算法不能太复杂，而一般较为简单的路由算法对恶意节点攻击的抵抗力较弱。而无线传感网的应用场景又往往是敌方区域或者是环境恶劣的野外，遭遇攻击的几率很大。所以无线传感网的安全路由也是一个非常重要的研究领域。而在LEACH协议中，并没有考虑针对恶意节点的安全机制，安全性能较差，故本文在分簇式路由算法的基础上加入了恶意节点认证机制，首先在提出的LEACH-ET算法中加入了二次信任判断机制，根据节点的信任度值来判断其是否有攻击嫌疑，并且采用二次判断的机制来降低误判的可能性。之后提出的LEACH-GET算法又加入了

6、地理位置信息认证机制，通过将地理位置信息认证机制与二次信任判断机制相结合，能够进一步提高恶意节点识别的速度和准确度，有效地提高了路由的安全性。仿真结果证明，本文提出的LEACH-GET算法相比传统的层次式路由协议有着更好的能效，并且提高了网络的通信质量和安全性能。关键词：无线传感器网络，LEACH，能量感知，信任度，地理位置信息III无线传感器网络安全路由协议研究ResearchonSecurityRoutinginWirelessSensorNetworksABSTRACTWirelesssensornetwork(WSNforshort)isaself-organizingnetwo

7、rk.Inwirelesssensornetwork,alargenumberofsensornodes,whichcancommunicatewitheachotherwirelessly,aredeployedinthesurveillanceareatoperceiveandacquiretheinformationoftheenvironmentormonitoringobjects,andthenprocessandtra