论文部分内容阅读
近几年,无线传感器网络技术在实际应用中越来越广泛,也是很多科研部门和高校信息领域的研究热点。无线传感器网络技术涉及计算机、无线通信和传感器技术,是多学科知识的融合。由于无线传感器网络大多应用在开放的环境中,无线传感器网络中的组网安全及数据安全问题成为无线传感器网络技术发展的瓶颈。无线传感器网络的安全问题包括组网安全和数据安全。本文所述的无线传感器网络的安全组网技术只涉及组网安全,不涉及网络运行过程中的数据安全问题。组网安全问题在整个无线传感器网络的安全问题中占有很重要的地位。针对不同的实际具体应用,为了高效地利用无线传感器网络自身的有限的资源,也设计有不同的网络拓扑结构与其相对应。针对不同的网络拓扑结构,安全组网技术也应有不同的变化,因为安全组网技术是基于无线传感器网络的拓扑结构,并结合实体认证技术进行设计的。本文首先认真分析无线传感器网络各种不同的拓扑结构,并详尽介绍不同网络拓扑结构下常用的路由协议的原理、优缺点及其适用的环境,比如LEACH协议和Flooding协议。之后在介绍无线传感器网络的安全问题的基础上再引出无线传感器网络的认证机制。认证技术通常包括实体认证和消息认证,在本文研究的安全组网技术中,由于不涉及数据的安全,因此不涉及消息认证技术,只着重关注实体认证技术。通过对各种认证协议优缺点的分析,并结合无线传感器网络自身的特点,本文选定对称认证协议作为安全组网技术的认证方式。之后再基于对称加密算法DES改进算法N-DES的基础上,提出本文的安全组网技术。本文的安全组网技术是通过三次握手的方式来实现的。最后利用MATLAB仿真软件对本文提出的无线传感器网络安全组网技术进行仿真,并分别在网络平面拓扑结构和层次拓扑结构下进行多次仿真。通过分析仿真图像及网络组网耗时数据,结合实际需求,论证本文的安全组网技术能有效抵御恶意节点非法加入网络,适用于无线传感器网络。