论文部分内容阅读
无线传感器网络作为一门新兴的前沿科学技术,一种全新的信息获取平台,以其高效、低能耗、自组织、能在恶劣的自然环境下工作等优点,受到越来越多的关注,成为近几年的研究热点。节点定位问题是无线传感器网络的关键问题之一。常见的目标跟踪、寻找最佳路由、构建网络拓扑、负载均衡等都需要借助于网络中的节点位置信息。但受传感器网络节点能量和硬件资源有限等条件制。约,已有的适用于传感器网络的定位算法可靠性并不高,节点在其定位过程很容易受来自网内网外的攻击,从而导致节点定位精度降低,破坏整个网络的应用。本文通过对传感器节点定位技术的分析研究,在此基础上针对它们的不足,提出了两个新的节点安全定位算法。(1)基于RSSI测距的参考加权安全定位算法传统RSSI算法受环境的影响非常大,对外界的适应能力差,且不具有安全性。本文针对传统算法的上述缺点,提出一种基于RSSI测距的参考加权安全定位算法。所提算法在计算未知节点与信标节点的距离时,将离未知节点最近的信标节点设置为参考节点,利用参考节点建立的信号强度与距离的对应关系,计算出未知节点与其周边权值信标节点间的距离,并结合三边定位和重心法获得最终的位置坐标。仿真结果表明,该算法在提高测量精度的同时也增强了算法在不同环境下的适应性,抵御了一些常见的攻击,如局部提高周围信道噪声、增大发射功率、虫洞攻击、节点俘获攻击等。(2) Bilateration节点加密认证安全定位算法在实际的应用中,除了自然环境的影响,更有可能来自人为的蓄意攻击与破坏。针对文中提出的基于RSSI测距参考加权安全定位算法的不足,即未知节点在定位之前为了建立一个更适合当前环境的无线信号衰减模型,需要选择与之距离最近的信标节点作为其RSSI的参考节点。因此,一旦被选择的参考节点受到攻击,并向全网广播错误的位置信息,局部甚至整个网络的定位系统就会失效。为此,结合信息安全方面的知识,本文又进一步设计了基于对称密钥密码体制的节点加密认证安全定位算法。其基本原理是,未知节点在测量出与周围信标节点的距离后,便可执行Bilateration定位算法,根据该算法计算出所有的后备位置集合,并选出其中的合理位置,得到最终的坐标。仿真结果显示:在节点加密认证的基础上,引入具有安全机制良好健壮性的双边测量Bilateration算法明显提高了原有算法的安全性和定位精度。同时,增强了网络中节点定位的防御能力,提高了系统的鲁棒性。