分布式無線傳感器網(wǎng)絡管理機制研究_圖文

1、 維普資訊 儀 器 儀 表 學 報 第 卷 根 據(jù) 應用 需 求 和 報 文 接 收 的 情 況 定 期 更 新 中間 節(jié) 點 的 路 由參 數(shù) 。文 中構 造 了 兩 個 服 務 評 價 指 標 ： 到達 概 率 （ 和延 遲 （ ） ） 。前 者 是 報 文 靠。 數(shù) 據(jù) 完 整 性 ： 收 者 在 收 到 數(shù) 據(jù) 后 檢 查 數(shù) 據(jù) 在 接 傳輸?shù)倪^程 中是否被其他節(jié)點更改 。 數(shù) 據(jù) 的時 效 性 ： 一 些 實 時 應 用 中 ， 收 者 在 使 在 接 用 數(shù) 據(jù) 前 需 檢 查 數(shù) 據(jù) 是 否 滿 足 時 間需 求 。 （ ） 密 和 認 證 協(xié) 議 加 經(jīng) 過 多 跳 后 到

2、達 監(jiān) 測 點 的 概 率 ； 者 是 報 文 的通 信 延 后 遲。仿真表 明， 應用 機制使等級 高的報文有較高 的 到達 概 率 和 較 小 的 延 遲 。 通 過網(wǎng)絡層 的速率遞 增調度 （ 機 制 和 ） 層 的 分 級 機 制 分 別 為 本 地 應 用 和全 局 應 用 提 供 服 務 。在 網(wǎng)絡 層 ， 根 據(jù) 本 地 應 用 的 請 求 速 率 為 報 文 分 配 優(yōu) 先 級 ， 先 級 高 的 報 文 被 優(yōu) 先 發(fā) 送 。在 優(yōu) 人 們 已經(jīng) 對 結 構 與 相 似 的 網(wǎng)絡 安 全 問 題 進 行 了深 入 的 研 究 ， 設 計 了 多 種 加 密 和認 證 機 并

3、制 。 些 機 制 大 多基 于公 鑰 密 碼 。 鑰 密 碼 的通 信 開 銷 這 公 較 大 ， 適 合 在 資 源 受 限 的 中使 用 。 設 不 計 了通 信 開 銷 較 小 的 協(xié) 議 。 通 過 ： 數(shù) 據(jù) 在 報 文 中加 入 隨 機 位 串前 綴 和 在 使 用 計 數(shù) 器 模 式 分 組 密 碼 （ 的 通信 雙 方 共 享 計 數(shù) 器 的方 法 ， 供 語 義 安 ） 提 全 、 據(jù) 認 證 、 傳 保 護 等服 務 。 向 中大 量 的 廣 數(shù) 重 面 播 通 信 ， 中 還 設 計 了 一 種 中 心 控 制 式 的 安 全 機 制 文 。在 中 ， 站 定 期 向節(jié)

4、 點 發(fā) 送 密 鑰 。 基 節(jié) 點 通 過 該 密 鑰 來 驗 證 此 前 收 到 的廣 播 數(shù) 據(jù) 。該 協(xié) 議 要 求 基 站 在 任 何 時 刻 是 安 全 的 。為 避 免 這 種 嚴 格 的 限 定 ， 等 人 基 于 加 州 大 學 洛 杉 磯 分 校 層 ， 中改 進 了 標 準 中信道 空 閑后 的初 文 始 化 等 待 時 間 （ 和 回退 增 ） 量 函 數(shù) （ ， 來 自不 同節(jié) 點 ） 為 的報 文 提供 分 布 式 優(yōu) 先 級 ， 衡 發(fā) 送 本 地 報 文 和轉 發(fā) 平 報文 。 目前 ， 們 對 面 向 的 人 研 究 還 比 較 少 ， 如 何 在 拓 撲結

5、構 和信 道 狀 態(tài)頻 繁變 化 的 中實 現(xiàn) ， 何 在 降 低 能 耗 和 間 達 到 平 衡 等 問題 需 要 如 深 入 地研 究 。 安 全 機 制 （ 和 學 中 心 設 計 的 結 構 ） 科 構 造 了 一 種 分 布 式 的 三 級 安 全 機 制 。 ， 三級 安全 機 制 采 用 相 同的 加 密 算 法 ， 同 的 參 不 數(shù) ， 密 能 力 自上而 下 逐 級 增 強 。 級 機 制 有 效 地 保 護 加 分 了 的關 鍵 數(shù) 據(jù) 。 種分 布 式方 法 可 以有 效 地 避 免 這 由于 本 身 在 安 全 方 面 的 弱 點 和 應 用 環(huán) 境 的 多 樣性 ，

6、 得 在 設 計 它 的安 全 機 制 時 面 臨很 多 困難 。 使 現(xiàn) 階段 對 安 全 機 制 的 研 究 主 要 集 中 在 ： 面 臨 的安 全 威 脅 、 的安 全 需求 、 密 和 認 證 協(xié) 議 、 鑰 加 密 管理等方面 。 （） 面 臨 的 安 全 威 脅 由于基站 被攻陷而導致 的全局安全 系統(tǒng) 崩潰 。 等 人 從 協(xié) 議 的 角 度 分 析 了 的 安 全 性 ， 面 向 并 路 由協(xié) 議 的各 種 攻 擊 手 段 ， 出 了鏈 路層 加 密 與 提 認 證 、 路 徑 路 由 、 向 鏈 路驗 證 和廣 播 認 證 等安 全 保 多 雙 障方案。 （ ） 鑰 管 理

7、 密 目前 ， 們 研 究 的密 鑰 管 理 方 法 包 括 集 中 式 管 理 人 和 分 布 式 管 理 。 機 制 采 用 集 中 式 的 管 理 方 法 ， 定 密 鑰 由能 量 不 受 限制 的 基 站 統(tǒng) 一 管 理 。 理 機 規(guī) 管 制 比較 簡 單 ， 于 實 現(xiàn) 。 該 方 法 要 求 基 站 在 任 何 時 刻 便 但 是 安 全 的 。 提 出 了 一 種 分 布 式 的管 理 方 從 應 用 的 角 度 ， 面 臨 的 安 全 威 脅 有 ： 混 入 偽裝 節(jié)點導致 系統(tǒng)崩 潰 ； 由于通信 數(shù)據(jù)被 截取而暴 露傳感 器位 置 ； 由于通信 數(shù)據(jù)被截 取而泄 露任務信

8、 息 ； 注 入 錯誤 信 息 使 監(jiān) 測 者得 出錯 誤 結論 。 從通信的角度 ， 列舉 了面向 各層協(xié)議安 表 全漏洞的各種攻擊手段 。 表 攻 擊 手 段 各 層 協(xié) 議 物 理層 攻 擊 手 段 法。 該方法令傳感器節(jié)點 自主管 理密鑰 。 在系統(tǒng)初始 化 時 。 中的全部節(jié)點共用 一組主密 鑰 ， 一時刻 ， 任 節(jié) 點 通 過 偽 隨機 發(fā) 生 器來 選擇 被 激 活 的 密 鑰 。由于 的 應 用 環(huán) 境 比較 復 雜 ， 能 時刻 保證 基 站 的 安 全性 ， 不 因 數(shù) 據(jù)連 路 層 網(wǎng) 絡 層 傳 輸層 （ ） 的安 全 需 求 此適合應用分布式管理 方法 。 數(shù)據(jù) 的

9、保密性 ： 不能將 傳感器數(shù) 據(jù)泄漏給 相 鄰 網(wǎng)絡 和 未 被 授 權 的數(shù) 據(jù) 訪 問者 。 數(shù)據(jù)認證 ： 由于 中經(jīng) 常 會 混 入 偽 裝 的 敵 對 節(jié) 點 ， 收者 在 使 用 數(shù) 據(jù) 前 需 首 先 確 定 數(shù) 據(jù) 源 是 否 可 接 由于 的特殊性 ， 發(fā)展 面臨著許多特有 的問 其 結束 語 維普資訊 第 期 分 布 式 無 線 傳 感 器 網(wǎng) 絡 管 理 機 制 研 究 題。 這些問題涵蓋 了通信 、 網(wǎng)、 組 管理 、 分布式信息處理 等 各 個 方 面 。這 里 在 總 結 現(xiàn) 有 研 究 的 基 礎 上 ， 出 了 給 ， ， 的體系結 構 ， 在該體 系結 構的框架

10、 內， 細地 并 詳 描述 了 管 理 涉 及 的 關 鍵 問 題 ， 析 比較 了 已有 的 分 設 計 思路 和解 決 策 略 。作 者 認 為 ， 據(jù) 長 期 在 無 根 ， ， 人 值守的條件下工 作的特點 ， 要設計 一套智 能的 自 需 管 理 機制 ， 能夠 自主 高效 地 運 行 。 使 由于 資 源 嚴 格受 限 ， 理 機 制 應 具 有 較 低 的 通 信 開 銷 。 管 需要 進 一 （） ： 。 ， 步 研究的 問題包括 ： 狀 態(tài)信息 的存儲 與查 詢 ， 錯 誤 定位 與恢 復 ， 源 整 合 與 調 配 等 。 資 ， 參考文 獻 于 海斌 ， 鵬 ， 忠鋒 ，

11、 布 式無 線傳 感 器 網(wǎng)絡 通信 協(xié) 曾 王 等 分 議 研 究 信 學 報 ， （ ： 通 ， ） ， ， ， ， ， ， ， ， 。 。 ， ， ， ， ， （ ： ） ， ， ： ， ， ， ， ， ， （ ： ） ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， ， ： ， ， ： （ ） ， ， ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， ： ， ， （ ）： ， ， （ ） ： ， ， ： 。 ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， 一 ， ， ， ， （ ） ， （ ） 。 ， 。 （ ） ， ， ： 維普資訊 儀 器 儀 表 學 報 第 卷 ， ， ， ， ：

12、 ， ： ， ， ， ， ， ： ， ， 。 ， ）： ， ， （ ， ， ， ： 作 者簡 介 于 海 斌 年 生 研 究 員 博 士 生 導 師 主 要 研 究 方 向 為 分 布 式 智 能 控 制 系 統(tǒng) 網(wǎng)絡 化 制 造 技 術 器 網(wǎng)絡 無 線 傳 感 ， ， ： （ 接 第 頁 ） 上 陽 憲 惠 業(yè) 數(shù) 據(jù) 通 信 與 控 制 網(wǎng) 絡 北 京 ： 華 大 學 工 清 出版 社 ， ， 向 為 網(wǎng) 絡 環(huán) 境 下 的先 進 控 制 技 術 ： 智 能 控 制 理 論 及 應 用 鄔 寬 明 場 總 線 技 術 應 用 選 編 （ ） 北 京 ： 京 航 現(xiàn) 上 北 空 航 天 大 學 出 版 社 ， ， 作者 簡介 方 曉柯 年 月 出生 講師 博 士 主 要 研 究 方 （ 接第 上 頁 ） 度 、 量 時 間 和 空 間分 辨 率 等 主 要 技 術 指 標 處 于 國 內 測 領 先 ， 到 當前 的 國際 先 進 水 平 。 達 ” ， ， 參 考文獻 ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， 一 （ ） ： ， ， ， 一 ， ， ， 張 在 宣 ， 為 民 ， 寧 ， 布 光 纖 喇 曼 光 子 傳 感 器 系 統(tǒng) 沈 郭 等 分 的一種解調方法 光子學報 ， （ ） ， ： 張 在 宣 ， ， 健 鋒 ， 在 單 模 光 纖 中放 大 的反 王 等 斯