《基于数字水印技术的无线传感器网络抗路由攻击研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于数字水印技术的无线传感器网络抗路由攻击研究（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、湖南大学 硕士学位论文 基于数字水印技术的无线传感器网络抗路由攻击研究 姓名：邓慧娟 申请学位级别：硕士 专业：计算机科学与技术 指导教师：孙星明 20100423 硕上学位论文 摘要 无线传感器网络是将大量传感器节点部署在无人看管的区域，实现数据的采 集和传输。目前，传感器网络在军事、工业、医疗、家居等方面都有着极其广泛 的应用，是当前研究和应用的热点。传感器网络是以数据为中心的网络，数据通 过源节点的采集后再经过多跳传输到达基站进行分析和处理。无线网络在数据传 输过程中容易受到非恶意性因素的影响，造成传输的不稳定，同时，数据在路由 ，转输过程中也容易受到恶意节点的攻击。如何保证数据在转发过
2、程中避免恶意节 点的攻击，保证数据安全完整地到达目的地是传感器网络路由安全研究的关键。 选择性转发攻击和S y b i l 攻击是传感器网络中最普遍，最容易发起的攻击形式。 选择性转发攻击是恶意节点对接收到的数据包进行丢弃和篡改，使得基站节点不 能接收到完整的数据包；S y b i l 攻击是恶意节点伪装成许多个实际上不存在的节 点，从而破坏网络的正常路由。选择性转发攻击和S y b i l 攻击也可能联合起来进 行攻击给网络造成更大的破坏。 本文针对这两种路由攻击提出了基于水印技术的检测方法： 提出了一种用数字水印技术检测选择性转发攻击的方法。在该算法中，首先 用地理路由算法选择信誉度高的节
3、点作为数据传输的路径。数据在传输之前嵌入 水印信息，到达基站后提取出水印并与原始的水印信息进行比较计算出数据的丢 包率。当路径中的丢包率大于正常状态时，启动选择性转发攻击检测机制，对路 径中的节点进行逐跳检测，找到进行选择性转发攻击的恶意节点。 文中还提出了一种利用数字水印技术检测S y b i l 攻击的方法。网络在初始化 时由基站给每个传感器节点分发一个密钥，并且通过节点的唯一密钥产生节点的 身份证明书。数据通过节点的采集之后经过多跳到达基站，经过的每一跳节点都 把身份证明书以水印信息的形式嵌入正常的数据。基站通过提取数据中的身份证 明书信息来识别进行S y b i l 攻击的节点。 本文
4、用数字水印的方法来检测传感器网络中的路由攻击。通过在数据的正常 传输中嵌入水印信息，不会增加传感器节点的计算量和网络的通信量。在信道错 误率小于1 的情况下，这两种方法的检测率都达到了9 0 以上。 关键字：无线传感器网络；路由安全；选择性转发；S y b i l 攻击；数字水印 I I A b s t r a c t W i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k ( W S N ) i sd e p l o y e di nt h eu n a t t e n d e da r e aw i t hal a r g e n u m b e ro fs e n
5、 s o rn o d e sf o rd a t ac o l l e c t i o na n dt r a n s m i s s i o n I ti sw i d e l yu s e di nt h e m i l i t a r y ，i n d u s t r i a l ，m e d i c a la n dh o u s e h o l d S e n s o rn e t w o r ki sad a t a c e n t r i cn e t w o r k T h ec o l l e c t e dd a t aa r et r a n s m i t t e d
6、b ym u l t i h o p st ot h eb a s es t a t i o na n da r ee a s i l v a t t a c k e db yt h em a l i c i o u sn o d e si nt h er o u t i n gp r o c e s s H o wt oa v o i dm a l i c i o u s a t t a c k si nd a t af o r w a r d i n gp r o c e s sa n dg u a r a n t e et h ed a t as e c u r i t ya r et
7、h e p r i m a r y t a r g e t so fr o u t i n gs e c u r i t yi nw i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k S e l e c t i v ef o r w a r d i n ga t t a c k s a n dS y b i la t t a c k sa r et h em o s tc o m m o na n de a s i e s tf o r mo fa t t a c k si nd a t af o r w a r d i n g p r o c e s s W h e
8、 nam a l i c i o u sn o d ei nd a t af o r w a r d i n g p a t hi n i t i a t e sas e l e c t i v e f o r w a r d i n ga t t a c k ，t h em a l i c i o u sn o d ew i l lr e f u s et of o r w a r dt h em e s s a g e so rd r o p p a c k e t sr a n d o m l y , r e s u l t i n gt h a tt h eb a s es t a t
9、 i o nc a nn o tr e c e i v et h e i n t e g r a t e d m e s s a g e s I naS y b i la t t a c k ，as i n g l en o d ep r e s e n t sm u l t i p l ei d e n t i t i e st oo t h e rn o d e s i nt h en e t w o r kw h i c hw i l l d e s t r o yt h en o r m a lr o u t i n go ft h en e t w o r k S e l e c t
10、 i v e f o r w a r d i n ga t t a c k sa n dS y b i la t t a c kc a nb eu n i t e dt od e s t r o yt h en e t w o r k T h i sa r t i c l e p r o p o s e sd e t e c t i o nm e t h o d so ft h e s et w or o u t i n ga t t a c k sb a s e do nt h ew a t e r m a r k t e c h n o l o g y ： D i g i t a lw a
11、 t e r m a r kt e c h n o l o g yi su s e dt od e t e c tt h es e l e c t i v ef o r w a r d i n ga t t a c k s i nw i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k I nt h i sm e t h o d ，t r u s tv a l u ei su s e di nt h er o u t i n gs e l e c t e d a l g o r i t h m U s et h ei m p r o v e dg e o g r a p
12、h i cf o r w a r d i n ga l g o r i t h mt oc h o o s eas e c u r ed a t a f o r w a r d i n gp a t h W a t e r m a r ki se m b e d d e di n t ot h e o r i g i n a l d a t ab e f o r ed a t a t r a n s m i s s i o na n de x t r a c t e di nt h eb a s es t a t i o n P a c k e tl o s tr a t i oc a nb
13、ef i g u r e do u tb y c o m p a r i n gt h ee x t r a c t e dw a t e r m a r ka n dt h eo r i g i n a lw a t e r m a r k W h i l et h ep a c k e tl o s t r a t i oi sa b n o r m a l ，ah o p - b y - h o pd e t e c t i o ni su s e dt od e t e c ta n da d d r e s st h em a l i c i o u s n o d e s T h
14、i sp a p e ra l s op r o p o s e sad i g i t a lw a t e r m a r km e t h o dt od e t e c tt h eS y b i la t t a c k E v e r ys e n s o rn o d ei nt h en e t w o r ki sp r e d i s t r i b u t e dak e yb yt h eb a s es t a t i o ni nt h e n e t w o r ki n i t i a l i z a t i o n E v e r yn o d ec a nc
15、 a l c u l a t et h e i ri d e n t i t yc e r t i f i c a t e b yt h ek e y W h e nt h es o u r c en o d es t a r t st os e n dt h ed a t at ot h eb a s e s t a t i o n ，t h en o d e si nt h e f o r w a r d i n gp a t he m b e dt h e i ri d e n t i t yc e r t i f i c a t ei n t ot h en o r m a ld a
16、t a T h ei d e n t i t y c e r t i f i c a t ec a nb ee x t r a c t e da n dc o m p a r e dt ot h eo r i g i n a li d e n t i t yc e r t i f i c a t es t o r e di n t h eb a s es t a t i o n I ft h ee x t r a c t e di d e n t i t yc e r t i f i c a t ed o e sn o te x i s ti nt h ec e r t i f i c a t el i s t ， 1 1 1 硕士学位论文 t h en o d ei sj u d g e da sam a l i c i o u sn o d et h a tl a u n c h e st h eS y b i la t t a c k I nt h i sp a p e r , d i g i t a l
