无线传感器网络安全路由协议研究
无线传感器网络中的路由协议
无线传感器网络中的路由协议随着科技的不断发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)已经逐渐成为了一种被广泛研究和应用的技术。
无线传感器网络拥有广泛的应用领域,如军事、环境监测、智能家居、健康管理等。
在这些应用中,无线传感器网络的安全、可靠性和生命稳定性是至关重要的。
为了保证上述三个要素,需要一个高效、稳定且可扩展的路由协议来管理无线传感器网络中的数据传输和路由决策。
无线传感器网络与传统的局域网和广域网不同,它不具有结构上的中心,而是由大量分散的节点构成,这些节点协同工作来达到目标。
由于节点之间的距离很近,数据包在此类网络中往往是通过多跳传输。
一个好的路由协议应当考虑网络中所有节点的负载以及能源消耗,尽可能地减少数据包的延迟和数据包的丢失。
这是无线传感器网络中的路由协议需要考虑的主要问题。
在无线传感器网络中,有三种主要的路由协议:平面机制、分层机制和混合机制。
1. 平面机制平面机制是指所有节点都属于同一层次,没有层次结构。
节点之间通过广播协议(如Flooding protocol)相互传递数据。
节点只需知道自己的邻居节点,数据包的传输是由遍布整个网络的节点负责的。
这种方法简单且易于实现,但会导致网络不稳定,易出现死循环和数据洪泛问题。
因此,在实际应用中很少使用。
2. 分层机制分层机制是指将节点按照其功能和自己所处的位置划分为不同的层次。
分层机制将一个大的无线传感器网络划分为多个小的子网络,每个子网络都有一个负责节点。
子网络之间通过中继节点进行通信,可以减少数据的传播距离和提高传输速率。
分层机制通常由三层组成:传感器层、联络层和命令层。
传感器层负责数据的采集与传输,联络层负责中继和路由,命令层负责网络控制和管理。
分层机制的优点是可以有效降低网络负载和节点的能源消耗,提高网络的生存率和稳定性。
常见的分层机制路由协议有链路状态广告协议(LSP protocol)、电子飞秋协议(EFQ protocol)等。
无线传感器网络路由协议研究进展
无线传感器网络路由协议研究进展摘要在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要。
在介绍无线传感器网络的特点后,对现有的无线传感器网络路由协议进行了分类,然后着重分析了一些有代表性的路由协议的路由机制,并指出了这些协议的优缺点和应用范围。
最后结合该领域当前研究现状,指出了路由协议未来的研究策略与发展趋势。
关键词无线传感器网路;路由协议;路由分类;路由机制中图分类号tn8 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)35-0173-030 引言随着微电子技术,无线通讯与传感技术的发展,无线传感器网络[1](wireless sensor networks, wsns)引起了人们广泛的关注。
wsns是由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点组成,通过无线通讯方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。
wsns不需要固定网络支持,在军事国防,生物医疗,环境监测及智能家居等领域具有广阔的应用前景[2]。
作为一种新型的无线自组网络,无线传感器网络与传统的移动自组织网络(mobile ad hoc networks,manet)有着明显的差异,主要体现在:1)wsns节点不移动或很少移动,而manet节点移动性强;2)wsns络旨在收集信息,而manet则倾向于分布式计算和端到端通信;3)wsns节点的能量、存储空间和计算能力有限;4)wsns节点通讯高能耗,数据计算低能耗,节点会因能量耗尽而失效;5)wsns节点数量更大,分布范围更广,节点没有统一编址,节点之间通过广播、多跳通信方式进行数据交换;6)wsns节点产生的数据具有较大的冗余度;这些差异使得manets路由协议不适合直接运用到wsns中,需要结合wsns的特点对其进行改进,提出新的路由协议。
本文对当前较为典型的路由协议进行了分类和总结,指出了路由协议将来发展的趋势,目的在于为路由协议的进一步研究作参考。
1 传感器网络路由协议分类研究近几年,人们提出多种基于不同应用目标的路由协议,并根据不同的应用对路由进行了分类研究与比较[3,4]。
无线传感器网络路由协议安全研究
计算机与数字工程
Co u e mp tr& Dii lE gn eig gt n iern a
Vo . 0 No 5 14 .
72
பைடு நூலகம்
2 1 第 5期 0 2年
无 线 传 感 器 网 络 路 由 协 议 安 全 研 究
严斌 宇 白林 林 苟
成都
旭
60 6 ) 10 5
Cls m b r TP3 3 a sNu o 9
1 引 言
目前 国 内外 学 者 提 出 的无 线 传 感 器 网络 ( rls Wi es e
Sn o t r sWS ) 由协 议 主 要 是 针 对 W S 的 特 e sr wok , Ns路 Ne Ns 点 和 网 络 应 用 环 境 而 优 化 设 计 的 , 些 路 由协 议 最 初 的 设 这
Ko o ds wie e s s ns rne wo k ,r u i g p o o ol e urt h e t ,s c rt o tn yW r r l s e o t r s o tn r t c ,s c i t r a s e u iy r u i g y
2 1 年第 5 02 期
表 1 路 由协 议 的 安 全 威 胁 路 由协 议 安 全 威 胁
计算机与数字 工程
7 3
在一定程度上克服 泛洪 的缺点 。其基本 思想 是 : 过节 点 通
间 的 协 商 制 度 和 自适 应 机 制 , 决 泛 洪 法 中 存 在 的 内爆 和 解 部 分 重 叠 问题 。S I 协 议 采 用 三 次 握 手 协 议 来 实 现 数 据 PN 的 交 互 , 议 运 行 过 程 中 有 三 种 数 据 报 文 : DV、 E 和 协 A R Q、
无线传感器网络安全路由协议技术研究综述
1 引言
随 着 无 线 电 、传 感 、嵌 入 分 布 式 、无 线 通 信 等 技 术 的 发
由所 用 资 源 等 几 个 方 面 . 因 此 攻 击 者 主 要 从 这 几 个 方 面 实 施
入 侵 和 破 坏 。 例 如 主 动 攻 击 路 由 请 求 和 建 立 过 程 中存 在 的漏
c u r i t y o f L EAC H p r o t o c o l ,s e c u it r y c l u s t e in r g ou r t i n g p r o t o c o l , e f i c i e n t a n d s e c u r e r o u t i n g p ot r o c o l , s e c u r e mu h i c a s t r o u t i n g
洞 ,通 过破 坏 正 常 无 线 路 由 广播 信 息 的准 确 性 和 合 理 性 ,或者
展 ,无 线 传 感 器 网 络 在 工 业 、农 业 、军 事 、航 空 等 多 个 领 域
得 到 了广 泛 应 用 。部 署 的传 感 器 节 点 自身 具 有 无 线 通 信 、监
恶 意修 改 、删 除 正 常 通信 过 程 中 的路 由控 制 信 息 。另 外 ,篡 改
Te c h n o l o g y Re s e a r c h S u r v e y o n S e c u r e Ro u t i n g Pr o t o c o l s f o r r Ne t wo r k s
p r o t o c o l , s e c u r e g e o g r a p h i c r o u t i n g p ot r o c o l ,s e c u r e mu c h r o u t i n g p ot r o c o l t e c h n o l o g y r e s e a r c h , a n a l y s i s o f s e v e r a l r e p r e s e n — t a t i v e s e c u i r t y r o u t i n g p r o t o c o l , a n d p o i n t s o u t t h a t t h e s e c u it r y o f wi r e l e s s s e n s o r n e t wo r k r o u t i n g p r o t o c o l r e s e a r c h d e ma n d
无线传感器网络路由协议分析
南京邮电大学硕士研究生学位论文术语表术语表Adaptive Threshold sensitive Energy APTEEN 自适应敏感阀值节能型传感网络协议CDMA码分多址Code Division Multiple AccessCSMA 载波侦听多路访问Carrier Sense Multiple AccessDD 定向扩散Directed DiffusionGEAR 地理和能量感知路由Geographic and Energy Routing LEACH 低功耗自适应分簇协议介质访问控制Media Access ControlMCU 微控制单元Micro-Controller UnitPEGASIS Po-Efficient Gathering in SensorInformation System服务质量Quality of Service信息协商传感协议Sensor Protocol for Information viaNegotiationTCP 传输控制协议Transfer Control ProtocolTDMA 时分多址Time Division Multiple AccessTEEN 敏感阀值节能型传感网络协议Threshold sensitive Energy Efficient sensorNetwork protocol用户数据包协议User Datagram ProtocolWSN 无线传感器网络Wireless Sensor Network南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
无线传感器网络的安全性分析
无线传感器网络的安全性分析一、概述随着互联网、物联网的发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)在信息采集、环境监测、智能家居、智能交通等领域得到了广泛的应用。
但是,WSN的安全性问题也面临着越来越严重的挑战。
本文将从WSN的特点、安全威胁、安全协议等方面对WSN的安全性进行分析。
二、无线传感器网络的特点1. 低功耗WSN中的传感器节点通常是由电池供电,因此需要低功耗设计。
2. 自组织WSN中的节点之间可以自组织成为一个网络,形成一个无中心化的网络结构。
3. 大规模WSN通常由数百甚至数千个节点组成,网络规模较大。
4. 有限资源WSN中的节点资源有限,包括处理能力、存储能力和通信能力等。
三、无线传感器网络的安全威胁WSN的安全问题主要来自四个方面:节点安全、通信安全、网络安全和数据安全。
1. 节点安全节点安全主要是指节点被攻击后可能泄漏网络信息、篡改数据等问题。
节点安全威胁主要包括物理攻击和软件攻击等。
2. 通信安全通信安全主要是指信息传输过程中可能被窃听、篡改等问题。
通信安全威胁主要包括中间人攻击、重放攻击、流量分析等。
3. 网络安全网络安全主要是指网络拓扑结构的安全问题。
网络安全威胁主要包括网络分割攻击、恶意节点攻击等。
4. 数据安全数据安全主要是指数据的完整性和机密性问题。
数据安全威胁主要包括数据篡改、数据泄漏等。
四、无线传感器网络的安全协议为了保证WSN的安全性,需要采用一系列的安全协议。
下面是几种常用的安全协议。
1. 加密协议加密协议是保证WSN通信安全的最基本的方法。
常用的加密方法有对称加密和非对称加密等。
2. 认证协议认证协议是保证WSN节点安全的重要方法之一。
常用的认证方法有基于密码学的认证和基于信任的认证等。
3. 密钥管理协议密钥管理协议是保证WSN安全性的重要方法之一。
常用的密钥管理方法有密钥预分配和密钥分配等。
4. 安全路由协议安全路由协议是保证WSN网络安全的重要方法之一。
无线传感器网络安全路由协议的研究
Ab ta t Atp e e t src : r s n ,mo tr u i gp o o osi i ls e s rn t r stk h u vv l i fn t r s o tn r t c l w r e ss n o ewo k a et es r ia meo ewo k n e t a h i d sg a g t n o ttk e u iy it o sd r to .Th a e n lz ss v r l ls e fa— s t er e in t r e ,a dd n’ a es c rt oc n ie a in n ep p ra ay e e e a a s so t c tc sa an twiees s n o ewo k ,ma e e e r h o h e u iyo a k g is rls e s rn t r s k sa r sa c n t es c rt fLEACH n r p s sa a d p o o e n i m—
EEACC: 1 0P 65
无 线 传感 器 网络 安 全 路 由协 议 的研 究
吴 迪 , 钢 , 胡 倪 刚, 李 威 , 张 卓
( 河海大学 常州 校区计算机及信息工程学 院 ,江苏 常州 2 3 2 ) 10 2
摘 要 : 目前无线传感器网络路由协议的研究多以网络生存时间为目标 , 缺乏对路由安全的考虑。分析了无线传感器网络
无线传感器网络安全路由研究
它具有传统网络不可 比拟 的优势 , 有着广阔的应用 前 景 。另一方 面 , 由于采 用多跳 路 由机制 , 而且 网络 和节点资源都非常有限, 使得其安全性很难保证 , 已 成为阻碍其广泛应用的主要障碍。 在 WS 中, N 节点具有双重身份 , 既要完成感应 和处 理任 务 , 又要 完成路 由功能 。路 由技术是 WS N 的关 键技 术 , 由协 议 往 往 与 特 定 的应 用 相 结 合 。 路 常见的有基于查 询的路 由『 、 于簇 的路 由[ 和 1 基 q] 4 ] 基 于 位 置 的路 由『 , 们一 般假 定 网络 中 的节 点 5 他 ] 都是正 常节 点 , 相互合作 完 成数据 转发 , 会 在设 计时 并没有 考 虑到安全 因素 。事实 上这 种假设 是不 可靠 的 , 于这 种假设 的路 由常 遭受各 种攻击 。 目前 , 基 虽 然研究人员提出了许 多安全防御措施 , 但路 由安全 并 非是在 已有 的路 由算 法上 简单地 加 人安全 措施 即 可 实现 。因此 , 要 对 WS 的安 全 路 由技 术 进行 需 N
研究。
2 WS N路 由面临的威胁
2 1 路 由攻 击者模 型 .
对 WS 路 由安全 的威 胁可 以从 两 个方 面 来考 N 虑 『。一方 面 , 7 ] 从攻 击 者 的能 力考 虑 , 节点级 攻击 有 者 和笔记 本级 攻击 者两种 。节 点级攻 击者一 般 只能 在 其 紧邻 区域 内进 行 无 线 链 路 的拥 塞 和 偷 听 等 破 坏 , 笔记本 级攻 击者 则 由于具 有 更 加 充 足 的 电量 而 和功 能更 强大 的计算 与通 信 设施 , 够做 更 多 的事 能 情 。例如 , 一个 笔记 本 级 的攻 击 者 可使 用 其 强 大 的 收 发装置 对整个 网络 进行拥 塞 或偷 听。若两个 或 多 个 笔记本 级 的攻击者 联合 起来 可 以在 攻击 者之 间形 成高带 宽 、 延迟 的通 信信 道 , W S 低 对 N发 起 各种 复
无线传感器网络中的网络安全与攻防技术研究
无线传感器网络中的网络安全与攻防技术研究无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是由大量的低成本、低功耗、无线通信的传感器节点构成的网络系统,用于采集、处理和传输各种环境信息。
WSN在农业、环境监测、智能交通等领域发挥着重要的作用。
然而,由于无线传感器节点具有资源受限、易受攻击等特点,网络安全问题成为WSN研究的重要内容之一。
一、无线传感器网络的安全威胁无线传感器网络的安全威胁主要包括信息安全威胁和网络安全威胁。
信息安全威胁主要指攻击者通过截获、篡改、伪造传感器节点发送的信息,对传感器网络的数据完整性和机密性造成威胁。
网络安全威胁主要指攻击者通过恶意节点加入网络,干扰或破坏传感器网络的正常运行。
其次,我们需要关注无线传感器节点的身份认证和密钥管理问题。
身份认证是指在节点加入网络时,保证网络能够正确识别节点的身份,防止恶意节点加入网络。
密钥管理是指在网络中对节点进行安全通信所需的密钥的生成、分发和更新。
三、网络安全与攻防技术研究3.1 加密算法WSN网络中的数据传输通常是通过无线信道进行的,数据传输的安全性就显得尤为重要。
对于WSN网络中的数据传输,对通信数据进行加密是一种常见的手段。
常用的加密算法有对称密钥算法和非对称密钥算法。
对称密钥算法加密解密速度快,但密钥分发存在困难;非对称密钥算法安全性较高,但加解密速度较慢。
因此,在WSN中综合考虑两者的优势,采用混合加密算法来保护数据传输的安全性。
3.2 安全路由协议在WSN中,节点之间的通信需要经过多个中间节点进行中继,因此设计一种安全的路由协议来保护数据的安全性尤为重要。
目前主要的安全路由协议包括LEACH、TEEN和ECCR等。
这些协议通过节点之间的相互验证、密钥的分发和更新等手段,保证数据在传输过程中的安全性。
3.3 攻击检测与防御为了应对各种网络攻击,需要对无线传感器网络进行攻击检测与防御。
攻击检测技术主要包括基于规则、基于异常和基于信任等方法。
无线传感器网络路由协议研究分析
无线传感 器网 络( NБайду номын сангаас rl sSno N tok 是 由部 署 WS Wi e esr e r) es w
( )多跳路 由。节点通信能力有 限 , 5 节点 只能与它 的邻节点 直接通 信。如果希望与其射频覆盖范 围之外的节点通信 , 则需要 通过中间节 点进行路 由。WS N中的多跳路 由通过普通节点实现 , 每个节 点既是信息 的发起者 , 也是信息的转 发者 。
刘 兆伟 杨 波 张 远 王 玉龙
WANG u —l n Y o g
.
L U Zh o—w i Y NG Bo Z ANG Y a I a e A H u n
Ab t a t T a i o a o t g a g rtms c n o aif h p cf e t rs o i l s e s r n t r s sr c r d t n l ru i lo i i n h a n t s t y te s e i c fau e f w r e s s n o ewok s i e
1 无线传感器 网络 的特点
目前常见的无 线 网络 包括 移动 通信 网 、 线局 域 网 、dh c 无 a o 网络等 , 与这些 网络相 比, N具有 以下 特点 … : WS
( )硬件资源有 限。节点受 价格 、 1 体积 和功耗 的限制 , 计 其
2 无线传感器 网络典型路 由协议
成 电路工艺的进步 , 处理 器和 传感器模 块 的功耗变 得很 低 , 大 绝
点还具 备移 动能力 , 这些都会使网络的拓扑结构经常发生变化 。 ( )节点数 量 多 , 7 分布 密集 。为了 对一个 区域 执行 监 测任 务 , 向该区域投放大量 的传感 器节 点 , 过节点 的高度连 接性 会 通
无线传感器网络中的路由协议分析
无线传感器网络中的路由协议分析无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是由大量分布在特定区域内的无线传感器节点组成的网络系统。
在这种网络中,传感器节点通过无线通信相互连接并协同工作,以收集和传输环境信息。
路由协议在无线传感器网络中起到至关重要的作用,它决定了数据包在网络中的传输路径,对于网络性能的影响不可忽视。
为了实现高效可靠的数据传输,设计一个合适的路由协议是必不可少的。
在WSN中,常用的路由协议主要有数据中心路由协议、适用于大规模网络的平面路由协议和分级路由协议。
数据中心路由协议是一种基于层次结构的路由协议,适用于大规模WSN。
它将传感器节点按照地理位置划分为多个集群,每个集群有一个数据中心节点。
数据中心节点负责收集并聚合本地传感数据,然后将数据发送到网络中的其他数据中心节点。
这种路由协议可以提高网络的可伸缩性和稳定性,但同时也增加了能耗和数据传输的延迟。
平面路由协议是一种无层次的路由协议,适用于中小规模WSN。
它采用无中心化的方式,将传感器节点平等对待,每个节点都具有相同的功能。
平面路由协议通过建立路由表,将数据包传输到目标节点。
这种路由协议具有简单、灵活和低能耗的特点,但也面临着网络拓扑动态变化时的路由更新问题。
分级路由协议是一种结合了层次和无层次特点的路由协议,适用于中等规模的WSN。
它将传感器节点按照能耗和功能划分为多个层次,并将高能耗的节点放置在网络的边缘。
分级路由协议充分利用了网络中不同节点的特点,实现了能耗均衡和网络负载均衡。
但同时也增加了节点之间的通信开销,并引入了层次划分和节点选择的问题。
在选择合适的路由协议时,需要考虑网络规模、能源消耗、网络拓扑动态变化等因素。
此外,还可以结合具体应用场景和需求来选择路由协议。
例如,在需要高可靠性和实时性的应用场景中,数据中心路由协议可能更适合;而对于需要低能耗和简单路由的应用,平面路由协议可能更适合。
基于分簇的无线传感器网络安全路由协议研究侯媛元
收稿日期:2012-05-15基于分簇的无线传感器网络安全路由协议研究侯媛元1,梁京章2(广西大学电气工程学院,广西南宁530004)摘要:无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSNs)作为一种新的获取信息的方式和处理模式,已成为通信领域的研究重点。
而路由协议则是无线传感器网络当前的热点研究之一。
目前,针对较为典型的分簇式路由协议LEACH路由协议的研究,是无线传感器网络目前研究的一个热点。
介绍了无线传感器网络路由协议常见的攻击类型,并从路由安全的角度建议性的提出了一种对LEACH路由协议针对安全性的改进方案,并应用NS2仿真平台,对改进协议做了仿真并进行了性能分析。
关键词:无线传感器网络;分簇式路由协议;LEACH;路由安全Cluster-based wireless sensor networksSecure Routing ProtocolsHOU Yaun-yuan1,LIANG Jing-zhang2(Guangxi University,Electrical Engineering,Guangxi Nanning530004,China)Abstract:As a new way to get information and processing mode,the wireless sensor network(Wireless Sensor Networks,referred to as WSNs),has become the focus of communication research in the field.The routing protocol is one of the hot research of wireless sensor networks.At present,more typical of the sub-cluster routing protocol,routing protocol LEACH is a wireless sensor network is currently a hot research topic.Recommendations from the perspective of routing security of a routing protocol LEACH for security improvement program,and apply the NS2 simulation platform,simulation and performance analysis for improving the agreement.Keywords:wireless sensor networks;sub-cluster routing protocol;LEACH;routing security路由协议属于通信协议簇的底层协议,决定通信流量在网络上的分布,并极大地影响了网络的生存时间。
无线传感器网络中能量感知路由协议研究
无线传感器网络中能量感知路由协议研究无线传感器网络是由大量分布在特定区域内的无线传感器节点组成的自组织、多跳的网络系统。
传感器节点具有感知环境的能力,并能将采集到的数据通过网络传输到基站或其他目标节点。
然而,传感器节点的能量是有限的,且无法充电,因此能量管理成为无线传感器网络中的重要研究内容之一。
能量感知路由协议在无线传感器网络中起到了关键作用,通过优化路由路径以降低网络能量消耗,从而延长整个网络的生命周期。
能量感知路由协议的研究旨在解决传感器网络中能量消耗不均衡的问题,提高网络的能量利用率。
其主要目标是通过合理选择传感器节点之间的路由路径,使得网络中各个节点的能量消耗相对均衡,延长网络的寿命。
以下将介绍几种常见的能量感知路由协议。
1. 能量感知最小路径算法(EEMRP):该算法考虑到节点能量消耗不平衡的问题,根据每个节点消耗的能量大小,选择能量最低的路径作为传感器节点间的通信路径。
通过动态更新每个节点的剩余能量信息,能够有效降低网络的能量消耗。
然而,该算法没有考虑节点之间的传输距离和链路质量等因素,可能导致部分节点能量消耗过快。
2. 能量感知最大剩余能量路径算法(E-resent):该算法基于节点的剩余能量来选择通信路径,选择节点剩余能量最高的路径进行数据传输。
通过权衡路径的剩余能量和路径长度,能够有效降低网络的能量消耗。
但该算法没有考虑节点之间的链路质量,因此可能选择了高能量剩余路径,但链路质量较差,导致数据传输失败。
3. 能量感知双约束最小剩余能量路径算法(ERLC):该算法综合考虑节点能量和链路质量,通过设定能量和链路质量的约束条件,选择能够同时满足两个条件的路径进行数据传输。
该算法能够实现能量消耗的均衡,并保证传输的稳定性。
但是,该算法需要计算节点之间的信号强度来评估链路质量,增加了计算复杂度。
4. 能量感知拓扑调整和重构路由协议(ETRR):该协议通过根据节点的剩余能量水平来调整和重构网络拓扑结构,使得能量消耗在整个网络中更加均衡。
无线传感器网络路由安全研究
线 传 感 器 网 络 路 由 安 全
研 究
摘
要:主要研 究了无线传感器 网络 的路 由安全 ,对 无线传感器 的 自身特 点进行 了分析 ,并 对传感器 网络的攻击方式 。 文章编号 :1 7 -4 9 一 2 0 )— 0 3 0 6 1 7 2 (0 83 0 0 — 2
巾。 传统 网络的加密和认证应该包括一个 产生和分配密钥 的 密钏管理巾心 (M ) KC ,一个确认密钥的认证机构 (A ,以 c) 及 分发这些经过认证的公用密钥的 目录服务 。 而无线传感器 网络没有控 制巾心,所 以无法使用基于公共密钥的鉴权认证 机 制。而且无线传感器网络节点 的计算能力很低,这些都 使 得 传统的加密和认证 机制在无线传感器 网络 巾难 以实现 , 并且节点之 间难 以建立起 信任关系 。 如果 移动节点没有足够 的安全 保护机 制便会被轻易的捕获 。 攻击 者可 以通过伪装成 移动节 点来窃听 并且修改 无线信道 巾的业务 。 ②静态配置 l 的安 全方 案无法适 用在 无线传感器 网络 4 巾,这 是由无线传感器 网络拓 扑结构的高度可变性造成的。 在无线 传感器 网络的路 由协议 巾,移动节点之问相互交换 网 络 的拓 扑结构信 息,从而可以在源节点和 目的节点问建立 通 信 。由于这些 信息在空中传播,所 以恶意 的入侵者便可以利 用虚假 信息 米修 改并发送错误 的更新信息 。比如恶意的移动 节点可 以通过虚 假的路 由信息进入网络, 随后便可以轻易 的 发送拒 绝业务信息 。
t ri e sti s s c i an y d; WJ a1 ze rel ess Sen r so net or s w k’ mo of de att ack an aly d ze and cl si e est bli h nd x f as fi d a s i e o
无线传感网络路由协议的研究现状与发展
大量的研 究。本文就其 中几种具 有代表性 的路由协议算法 进行 分析 和比较 ,旨在为 实际选择应 用提 供参 考。
2 1 年第 2 期 00 0
C I CE C N EH O O Y IF R A I c . 1 HN S I EA D TC N L G N O M T N O t 0 0 A N O 2
这 些 改进 的 算 法 都存 在一 定 的 局 限性 , 有 的是过 多地 引入 了数据 传输 时延 ,有 的 则 降 低 了预 测 准确 性 或 造 成 能量 的过 多 消耗 ,都 不能 从根 本上 解决 贪婪算法 的 两个缺 陷。 针对 上述 问题 ,国防 科学技 术大学 张衡 阳等人提 出了一种实时可靠的Q S o 贪
息和 网络梯度 的贪婪型路 由算 法 陈祖
条路径 上走 过的蚂 蚁越 多 ,则 后来被
信息 ,并发布给观 察者…。无线传感器 网 1 爵等人提 出的基于 距离有效性的层次路由 {周宁提 出的基于 RS I S 的机会主义 络是 由多个带有传感器、数据处理单元及 协议 路 由算法" 等等 。 通信模块的节点组成 的 , 这些节点要根据 21 .贪婪算法路 由协议 不同的数据采集任务需求按 白组织的方式 J
一
方兴 未艾 ,主要有 Wu D 等 人提 出的一 i 种类似 A0DV 协议 的 BRI Bo n e T( u c Ro tn n Tu n l) ui g i n es新路 由算法 i IL Ho a 等人提出的基于簇单元拓扑的无线路
由协 议 RG ( la l G o r p ia AF Rei be e g a h c l Ad p ie F d l y)I香港科技大学 L a tv iei I t i Ma 等人提 出的结构感知 自适应的路 由算 o 法 l童敏 明等人提 出的一种基于位 置信
无线传感器网络路由协议的研究毕业论文
energy multiplex paths routing theory
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作与取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得与其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了意。
1.1
近年来,微处理器和无线通信技术的不断进步产生了能够进行局部信息处理和无线通信的分布式设备,这种体积小、价格低廉且低能耗的节点被称作传感器节点。每个传感器节点仅能进行有限的信息处理,但是大量节点相互协作就可以详细观测一个给定的物理环境。大量这样的传感器节点通过无线通信技术自组织构成了无线传感器网络。无线媒介可以是红外设备或者无线电等。与传统的网络不同,无线传感器网络是依靠密集的散布以与相互协作来完成它们的任务。
1.低能耗。低能耗的要求基于两种原因:一是由于传感器节点的体积小,因此能量供给有限;二是由于传感器网络的工作环境往往难以更新电池或因更新代价大而不可操作。节点的能耗大小对无线传感器网络的生存时间具有重大影响,是其核心优化目标之一。
2.可扩展。由于传感器节点可能非常多,因而要求其应用的各项技术能有效用于大规模网络。
无线传感器网络是从传感器网络开始的,传感器网络经历了如图1-1所示的发展历程。第一代传感器网络出现在20世纪70年代。使用具备简单信息信号获取能力的传统传感器,采用点对点传输、连接传感控制器构成传感器网络;第二代传感器网络,具备获取多种信息信号的综合能力,采用串,并接口(如Rs-232、RS-485)和传感控制器相联,构成有综合多种信息的传感器网络;第三代传感器网络出现在20世纪90年代后期和本世纪初,用具备智能获取多种信息信号的传感器,采用现场总线连接传感控制器,构成局域网络,成为智能化传感器网络;第四代传感器网络正在研究研发,现在成形并大量投入使用的产品还没有出现.用大量的具备多功能多信息信号获取能力的传感器,采用自组织无线接入网络,和传感器网络控制器连接,构成无线传感器网络。本文所介绍的无线传感器网络就是指第四代传感器网络。
无线传感器网络安全路由问题研究
2 无线传感器 网络路由协议 的设计 目标
无 线传 感 器 网络 节 点 的构 成与 应 用均 有 别 于其 他 的网络 ,因此 其路 由协 议应 满足 以 下几个 方 面 的
要求 :
络层 攻 击分 成 以下 几类 :虚假 路 由信 息 ;选 择 性转 发 ;污 水 池攻 击 ;女 巫攻 击 ;蠕 虫攻 击 ;he l lo泛
节 点产 生的分 组 ,但 是仍 然可 靠转 发其 余流 量分 组 ,
() 扩 展性 。不 同 的应 用 所 需节 点 数 量 不 同 , 4可
网络 规 模也 不 同 ,路 由设 计 应易 于扩 展 ,以便 适应
不 同应用 规模 的需求 。
() 5 低延 时性 。不 同 的应用对 时延 有不 同的要求 ,
难施 行 这种 攻 击 。例 如 ,如 果 网络 中每 个 相邻 节 点
对 使 用 惟 一 的 密钥 初 始 化 跳 频 通 信 或 者 扩 频通 信 , 那么 攻 击 者要 施 行这 种攻 击 极其 困难 。 因此 ,攻击 者很 可 能 沿着 抗攻 击 能 力最 弱 的路径 ,并且 尽 量包 含 自身 的数据 流实 际传 输路 径进 行选 择性 转 发攻击 。
方案。
关键字 :无线传感 器网络 ;路 由;路 由协议
Se u e Ro tn f r c r u i g o W ie e s r l s Se s r n o Ne wo k Re e r h t r s s ac
L Z e -s a I hn hn
(unx Amk t tecd s?t o o / n L w l n# .unx J o4 ci) Ga / d / r /  ̄r Itu fPlD ad a ,i nk Oag/5 o2 ha g i av s en / e is t ll a n
无线传感器网络中的路由协议研究
无线传感器网络中的路由协议研究近年来,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)正在被广泛应用于工业自动化、环境监测、智能交通等领域,成为新一代信息化技术的重要组成部分。
在WSN中,路由协议是数据传输的关键。
因此,无线传感器网络中的路由协议研究备受关注。
一、路由协议的定义和分类路由协议是指在一定的路由算法和路由协议信令的基础上,为数据在网络中寻找目的地址并传输的一种协议。
根据其设计的目的和方法不同,路由协议可分为集中式和分布式两种。
集中式路由协议将网络中的路由计算统一由中央节点完成,然后将路由表分发给其他节点。
分布式路由协议则是将路由计算过程分散到每个节点,并通过节点间的通信实现路由信息的交换。
在WSN中,采用分布式路由协议的情况比较普遍。
根据具体的路由算法不同,路由协议又可分为无层次、平面层次和分层三种。
无层次路由协议没有明显的层次结构,每个节点都可以进行路由计算和信息交换。
平面层次路由协议将网络分为若干平面,每个平面内的节点路由计算方式相同,不同平面间的节点需要交换路由信息。
分层路由协议则将网络划分为若干层次,每个节点只在本层次内进行路由计算,通过层间协作实现信息传输。
二、套路协议的性能指标路由协议的优劣可以通过一系列性能指标来评价。
主要包括:1. 能耗:WSN中的节点往往是由一小块电池供电,因此能耗是路由协议性能评价的重要指标之一。
2. 延迟:WSN中经常要求实时性很高,因此数据的运输时间成为了路由协议性能的重要方面。
3. 数据传输可靠性:WSN中节点的故障率较高,同时因为环境受到各种干扰,数据包丢失或重传的情况较为常见。
因此,保证数据传输可靠性是路由协议的重要目标。
4. 网络拓扑结构:路由协议的设计包括网络拓扑结构的策略,如何将路由表分发到各个节点,拓扑结构的影响因素有节点通信距离、信道带宽等。
三、常见的路由协议1.LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy):LEACH是WSN中应用性最广泛的集群协议,它采用分层结构以及分簇的方式降低整个网络的能耗,并利用定期轮换簇的方法来防止单个节点过早的能量耗尽。
无线传感器网络集群路由协议的研究
首 节 点 不 仅 负 责 所 管 辖 簇 内 信 息 的 收 集
和 融 合处 理 , 负责 簇 间数 据 的 转 发 。 3 还 () 地 理 信 息 方 式 。 理 信 息 方 式 的路 由 中 考 地 虑  ̄ s n o 节 点 能 够 直 接 获 取 自身 地理 位 Ue s r 路 由算 法 中 , 其 引入 研 究 讨 论 , 得 了 将 取 良好 的 效 果 ( 1 。 图 )
也 能 作 为 中继 节 点 进 行 数 据 转 发 , 始 路 初
由表 通 过 使 用 泛 洪 法 来 建 立 。 据 路 由表 根 建 立 和 维 护 过 程 是 由sn i k节 点 发 起 还 是 由 s n o 节 点发 起 , 们 又可 将 该 类细 分 为 以 esr 我
于 采 集 和 传 递 监 测 数 据 ; 聚 节 点 (i k 汇 sn 下 三种 模 式 : 统 模式 、 传 事件 驱 动 模 式 和 查 期 性 的 , 轮 循 环 分 为 簇 的建 立 阶 段 和 稳 每 n d) o e用于 收 集 传感 器 节 点发送 过来 的监 测 询 驱动 模 式 。 传 统模 式 : 最 基 本 的 泛 洪 定 的 数 据 通 信 阶 段 。 簇 的建 立 阶 段 , 邻 ① 指 在 相 数据, 将该数据存储、 理 、 传 ; 并 处 上 管理 节 法 , e s r s n o 节点 以广 播 的 方式 将 收 到 的分 组 节点 动 态 地 形 成 簇 , 机产 生 簇 头 ; 随 在数 据 点 又 名 网 关 节 点 , 实 现 汇 聚 节 点 和 处 理 传递 给 自己 的邻居 节点 直至 该分 组 到达s k 通 信 阶 段 , 内 节 点把 数 据 发 送 给 簇 头 , 它 i n 簇 簇 中心 或 者 其 他 外 部 网 络 的 连 接 。 常 的 传 节 点 。 事件 驱 动 模 式(v n —d i e ) 以 头 进 行 数 据 融 合 并 把 结 果 发 送 给 汇 聚 节 通 ② e e t rv n : 感 器 网络 中 , 聚 节 点 兼 有 了 网 关 节 点 的 感 知 环 境 数 据 的s n o 节 点 主 动 广 播 分 组 汇 e sr
无线传感器网络分簇路由协议研究
无线传感器网络分簇路由协议研究【摘要】无线传感器网络分簇路由协议是提高网络能效和延长网络寿命的重要技术之一。
本文首先介绍了无线传感器网络的研究背景和研究意义,说明了分簇路由协议的重要性。
接着对目前经典的分簇路由协议进行了分析,探讨了它们的优缺点。
然后设计并实现了改进的分簇路由协议,通过性能评估,验证了其在能效和网络生命周期方面的优势。
讨论了该协议在不同应用场景下的应用前景。
结论部分总结了本文的研究成果,并展望了未来的发展方向。
通过本文的研究,可以为无线传感器网络的发展提供理论和实践上的指导,为实现更高效、可靠的无线传感器网络提供参考。
【关键词】无线传感器网络、分簇路由协议、研究背景、研究意义、概述、经典分簇路由协议、改进分簇路由协议、性能评估、应用场景、研究成果总结、未来展望1. 引言1.1 研究背景无线传感器网络是一种由大量分布在监测区域的无线传感器节点组成的网络系统,能够实时采集环境信息并进行传输和处理。
随着无线传感器网络在军事、环境监测、健康管理等领域的广泛应用,对网络性能和能耗等方面的需求也在不断提高。
而分簇路由协议作为无线传感器网络中重要的路由策略之一,可以有效提高网络的能耗效率和数据传输效率。
研究背景部分主要关注无线传感器网络中分簇路由协议的基本概念和研究现状。
在传统的无线传感器网络中,节点之间需要进行大量的数据传输和通信,导致节点的能耗很高,网络的寿命受到限制。
如何设计一种高效的分簇路由协议来降低能耗、延长网络寿命成为了当前研究的热点问题。
通过对已有的研究成果和经典分簇路由协议进行分析和总结,可以更好地了解不同协议的优缺点,为设计改进的分簇路由协议提供参考。
结合实际的应用场景,对改进的分簇路由协议进行性能评估和验证,以验证其在提高网络能效和数据传输质量方面的有效性。
1.2 研究意义无线传感器网络是当今信息通信领域的热门研究方向之一,它具有广泛的应用前景。
作为无线传感器网络中的重要组成部分,分簇路由协议在网络中起着至关重要的作用。
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无线传感器网络安全路由协议研究
随着现代科技的飞速发展,无线传感器网络已经得到了广泛的应用,并且在未来的发展趋势中还会继续得到重视。
在这个过程中,安全路由协议的研究变得尤为重要。
因为无线传感器网络中的每个节点都需要进行数据和信息的传输,并且在这个过程中也可能会遭受到一些安全方面的攻击,因此安全路由协议的研究就成为了保证无线传感器网络运转正常的一个关键因素。
一、无线传感器网络的安全问题
首先,我们需要了解无线传感器网络在数据传输过程中存在哪些安全问题。
一方面,由于节点之间的距离比较短,在进行通信时很容易被窃听和定位。
另一方面,传输的数据往往都是敏感性较高且需要保密的,若数据被窃取就会造成很大的损失。
还有一些其他的安全威胁,例如恶意攻击、篡改数据等等,这些安全威胁都会给无线传感器网络的正常运转带来很大的影响。
二、安全路由协议的作用
安全路由协议是保证无线传感器网络数据传输安全的一个重要措施,它含有一些安全机制和措施,以保证网络数据能够被安全传输。
安全路由协议往往需要在路由时进行加密保证,而且还需要对节点进行密钥更新和管理,以及防范各种安全攻击等等。
三、已有的安全路由协议
目前已经有很多安全路由协议在实践中得到了应用,例如LEACH、SEAD、SPINS、SMALL、CONFIDANT和AIR这些协议。
这些协议在提高网络数据传输安全性方面进行了很多探索和
研究,同时也在一定程度上解决了一些节点之间的安全问题。
四、安全路由协议的发展趋势
无线传感器网络是一个新兴的领域,它的发展趋势是迅猛的。
在这个领域中,安全路由协议的研究也是一个日益受关注的问题。
未来的发展可能会出现更为复杂的网络形态和更为隐蔽的安全威胁,这就需要更为先进的安全路由协议来应对这些挑战。
五、未来工作的展望
最后,我们需要对未来的研究工作进行一定的展望。
随着无线
传感器网络应用的不断扩展,后续的研究需要更深入地探索通信
安全,在保证路由协议的安全性同时,将通信的效率和环境适应
性进一步提高。
还需要在协议性能和协议安全性能上做出一定的
权衡,寻找一条有效平衡的路。
综上,在这篇文章中我们对无线传感器网络的安全路由协议研
究进行了阐述。
无线传感器网络的安全性问题一直是一个值得考
虑的问题,安全路由协议的开发也是不断发展的,因此,在未来
的研究中也要对其进行不断的改进和完善。