无线传感器网络中分布式节点安全定位研究

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无线传感器网络[1]技术的兴起,给信息感知、获取和处理技术带来了革命性的变化。逻辑上的信息世界与客观上的物理世界的融合不再是梦想,从此人类与自然界的交互作用发生了极大的改变。目前,无线传感器网络已成为面向未来的信息技术研究中心最受关注的研究课题之一[2]。由于传感器网络的诸多优点,使得其有很广泛的应用前景。在无线传感器网络的技术中,传感器节点定位技术是传感器网络的核心技术之一,也越来越受到学术界的研究和关注。在无线传感器节点的定位过程中,传感器节点资源的有限性、部署区域的不安全性,开放性等特点使得经典的定位算法存在着很多安全问题[3]。本论文针对无线传感器定位的上述问题,深入研究现有的无线传感器安全定位算法,提出了一种新的安全定位算法:恶意攻击抵制安全定位(Malicious attacksresistance security location, MARSL)算法。该算法主要是引入了完整的恶意攻击的检测方法和恶意攻击的处理方法,以及对于节点间跳数值的校正方法。对于恶意攻击的检测,主要是通过检测未知节点的跳数值与信标节点跳数值之间是否满足最小跳数值和三角形三边规则。对于恶意攻击的处理主要是采用了定向丢包的方法。对于节点间跳数值的矫正引入了一个调和函数,根据跳数值的大小作相应的处理。虽然MARSL定位算法了使用了一些安全机制,但是安全机制的处理方法的算法复杂度很小,计算量很少,因而并没有增加传感器节点定位过程的复杂度,只是增加了单个传感器节点有限的计算量。通过使用本文提出的MARSL安全定位算法,在安全的网络环境中,传感器节点的定位准确性能提高20%左右;在受到攻击的网络环境中,传感器节点的定位准确性能提高10%-15%左右。当信标节点与恶意节点的比例大于4:1时,MARSL定位算法有很高的定位准确性。
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