分布式无线传感器网络管理机制研究_图文

1、 维普资讯 仪 器 仪 表 学 报 第 卷 根 据 应用 需 求 和 报 文 接 收 的 情 况 定 期 更 新 中间 节 点 的 路 由参 数 。文 中构 造 了 两 个 服 务 评 价 指 标 ： 到达 概 率 （ 和延 迟 （ ） ） 。前 者 是 报 文 靠。 数 据 完 整 性 ： 收 者 在 收 到 数 据 后 检 查 数 据 在 接 传输的过程 中是否被其他节点更改 。 数 据 的时 效 性 ： 一 些 实 时 应 用 中 ， 收 者 在 使 在 接 用 数 据 前 需 检 查 数 据 是 否 满 足 时 间需 求 。 （ ） 密 和 认 证 协 议 加 经 过 多 跳 后 到

2、达 监 测 点 的 概 率 ； 者 是 报 文 的通 信 延 后 迟。仿真表 明， 应用 机制使等级 高的报文有较高 的 到达 概 率 和 较 小 的 延 迟 。 通 过网络层 的速率递 增调度 （ 机 制 和 ） 层 的 分 级 机 制 分 别 为 本 地 应 用 和全 局 应 用 提 供 服 务 。在 网络 层 ， 根 据 本 地 应 用 的 请 求 速 率 为 报 文 分 配 优 先 级 ， 先 级 高 的 报 文 被 优 先 发 送 。在 优 人 们 已经 对 结 构 与 相 似 的 网络 安 全 问 题 进 行 了深 入 的 研 究 ， 设 计 了 多 种 加 密 和认 证 机 并

3、制 。 些 机 制 大 多基 于公 钥 密 码 。 钥 密 码 的通 信 开 销 这 公 较 大 ， 适 合 在 资 源 受 限 的 中使 用 。 设 不 计 了通 信 开 销 较 小 的 协 议 。 通 过 ： 数 据 在 报 文 中加 入 随 机 位 串前 缀 和 在 使 用 计 数 器 模 式 分 组 密 码 （ 的 通信 双 方 共 享 计 数 器 的方 法 ， 供 语 义 安 ） 提 全 、 据 认 证 、 传 保 护 等服 务 。 向 中大 量 的 广 数 重 面 播 通 信 ， 中 还 设 计 了 一 种 中 心 控 制 式 的 安 全 机 制 文 。在 中 ， 站 定 期 向节

4、 点 发 送 密 钥 。 基 节 点 通 过 该 密 钥 来 验 证 此 前 收 到 的广 播 数 据 。该 协 议 要 求 基 站 在 任 何 时 刻 是 安 全 的 。为 避 免 这 种 严 格 的 限 定 ， 等 人 基 于 加 州 大 学 洛 杉 矶 分 校 层 ， 中改 进 了 标 准 中信道 空 闲后 的初 文 始 化 等 待 时 间 （ 和 回退 增 ） 量 函 数 （ ， 来 自不 同节 点 ） 为 的报 文 提供 分 布 式 优 先 级 ， 衡 发 送 本 地 报 文 和转 发 平 报文 。 目前 ， 们 对 面 向 的 人 研 究 还 比 较 少 ， 如 何 在 拓 扑结

5、构 和信 道 状 态频 繁变 化 的 中实 现 ， 何 在 降 低 能 耗 和 间 达 到 平 衡 等 问题 需 要 如 深 入 地研 究 。 安 全 机 制 （ 和 学 中 心 设 计 的 结 构 ） 科 构 造 了 一 种 分 布 式 的 三 级 安 全 机 制 。 ， 三级 安全 机 制 采 用 相 同的 加 密 算 法 ， 同 的 参 不 数 ， 密 能 力 自上而 下 逐 级 增 强 。 级 机 制 有 效 地 保 护 加 分 了 的关 键 数 据 。 种分 布 式方 法 可 以有 效 地 避 免 这 由于 本 身 在 安 全 方 面 的 弱 点 和 应 用 环 境 的 多 样性 ，

6、 得 在 设 计 它 的安 全 机 制 时 面 临很 多 困难 。 使 现 阶段 对 安 全 机 制 的 研 究 主 要 集 中 在 ： 面 临 的安 全 威 胁 、 的安 全 需求 、 密 和 认 证 协 议 、 钥 加 密 管理等方面 。 （） 面 临 的 安 全 威 胁 由于基站 被攻陷而导致 的全局安全 系统 崩溃 。 等 人 从 协 议 的 角 度 分 析 了 的 安 全 性 ， 面 向 并 路 由协 议 的各 种 攻 击 手 段 ， 出 了链 路层 加 密 与 提 认 证 、 路 径 路 由 、 向 链 路验 证 和广 播 认 证 等安 全 保 多 双 障方案。 （ ） 钥 管 理

7、 密 目前 ， 们 研 究 的密 钥 管 理 方 法 包 括 集 中 式 管 理 人 和 分 布 式 管 理 。 机 制 采 用 集 中 式 的 管 理 方 法 ， 定 密 钥 由能 量 不 受 限制 的 基 站 统 一 管 理 。 理 机 规 管 制 比较 简 单 ， 于 实 现 。 该 方 法 要 求 基 站 在 任 何 时 刻 便 但 是 安 全 的 。 提 出 了 一 种 分 布 式 的管 理 方 从 应 用 的 角 度 ， 面 临 的 安 全 威 胁 有 ： 混 入 伪装 节点导致 系统崩 溃 ； 由于通信 数据被 截取而暴 露传感 器位 置 ； 由于通信 数据被截 取而泄 露任务信

8、 息 ； 注 入 错误 信 息 使 监 测 者得 出错 误 结论 。 从通信的角度 ， 列举 了面向 各层协议安 表 全漏洞的各种攻击手段 。 表 攻 击 手 段 各 层 协 议 物 理层 攻 击 手 段 法。 该方法令传感器节点 自主管 理密钥 。 在系统初始 化 时 。 中的全部节点共用 一组主密 钥 ， 一时刻 ， 任 节 点 通 过 伪 随机 发 生 器来 选择 被 激 活 的 密 钥 。由于 的 应 用 环 境 比较 复 杂 ， 能 时刻 保证 基 站 的 安 全性 ， 不 因 数 据连 路 层 网 络 层 传 输层 （ ） 的安 全 需 求 此适合应用分布式管理 方法 。 数据 的

9、保密性 ： 不能将 传感器数 据泄漏给 相 邻 网络 和 未 被 授 权 的数 据 访 问者 。 数据认证 ： 由于 中经 常 会 混 入 伪 装 的 敌 对 节 点 ， 收者 在 使 用 数 据 前 需 首 先 确 定 数 据 源 是 否 可 接 由于 的特殊性 ， 发展 面临着许多特有 的问 其 结束 语 维普资讯 第 期 分 布 式 无 线 传 感 器 网 络 管 理 机 制 研 究 题。 这些问题涵盖 了通信 、 网、 组 管理 、 分布式信息处理 等 各 个 方 面 。这 里 在 总 结 现 有 研 究 的 基 础 上 ， 出 了 给 ， ， 的体系结 构 ， 在该体 系结 构的框架

10、 内， 细地 并 详 描述 了 管 理 涉 及 的 关 键 问 题 ， 析 比较 了 已有 的 分 设 计 思路 和解 决 策 略 。作 者 认 为 ， 据 长 期 在 无 根 ， ， 人 值守的条件下工 作的特点 ， 要设计 一套智 能的 自 需 管 理 机制 ， 能够 自主 高效 地 运 行 。 使 由于 资 源 严 格受 限 ， 理 机 制 应 具 有 较 低 的 通 信 开 销 。 管 需要 进 一 （） ： 。 ， 步 研究的 问题包括 ： 状 态信息 的存储 与查 询 ， 错 误 定位 与恢 复 ， 源 整 合 与 调 配 等 。 资 ， 参考文 献 于 海斌 ， 鹏 ， 忠锋 ，

11、 布 式无 线传 感 器 网络 通信 协 曾 王 等 分 议 研 究 信 学 报 ， （ ： 通 ， ） ， ， ， ， ， ， ， ， 。 。 ， ， ， ， ， （ ： ） ， ， ： ， ， ， ， ， ， （ ： ） ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， ， ： ， ， ： （ ） ， ， ， ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， ： ， ， （ ）： ， ， （ ） ： ， ， ： 。 ， ， ， ， ， ： ， ， ， ， ， ， 一 ， ， ， ， （ ） ， （ ） 。 ， 。 （ ） ， ， ： 维普资讯 仪 器 仪 表 学 报 第 卷 ， ， ， ， ：

12、 ， ： ， ， ， ， ， ： ， ， 。 ， ）： ， ， （ ， ， ， ： 作 者简 介 于 海 斌 年 生 研 究 员 博 士 生 导 师 主 要 研 究 方 向 为 分 布 式 智 能 控 制 系 统 网络 化 制 造 技 术 器 网络 无 线 传 感 ， ， ： （ 接 第 页 ） 上 阳 宪 惠 业 数 据 通 信 与 控 制 网 络 北 京 ： 华 大 学 工 清 出版 社 ， ， 向 为 网 络 环 境 下 的先 进 控 制 技 术 ： 智 能 控 制 理 论 及 应 用 邬 宽 明 场 总 线 技 术 应 用 选 编 （ ） 北 京 ： 京 航 现 上 北 空 航 天 大 学 出 版 社 ， ， 作者 简介 方 晓柯 年 月 出生 讲师 博 士 主 要 研 究 方 （ 接第 上 页 ） 度 、 量 时 间 和 空 间分 辨 率 等 主 要 技 术 指 标 处 于 国 内 测 领 先 ， 到 当前 的 国际 先 进 水 平 。 达 ” ， ， 参 考文献 ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， 一 （ ） ： ， ， ， 一 ， ， ， 张 在 宣 ， 为 民 ， 宁 ， 布 光 纤 喇 曼 光 子 传 感 器 系 统 沈 郭 等 分 的一种解调方法 光子学报 ， （ ） ， ： 张 在 宣 ， ， 健 锋 ， 在 单 模 光 纤 中放 大 的反 王 等 斯