一種基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡安全路由協(xié)議.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSNs)是信息科學領域中一個全新的發(fā)展方向，同時也是新興學科與傳統(tǒng)學科進行領域間交叉的結果。無線傳感器網(wǎng)絡經(jīng)歷了智能傳感器、無線智能傳感器、無線傳感器網(wǎng)絡3個階段。智能傳感器將計算能力嵌入到傳感器中，使得傳感器節(jié)點不僅具有數(shù)據(jù)采集能力，而且具有濾波和信息處理能力；無線智能傳感器在智能傳感器的基礎上增加了無線通信能力，大大延長了傳感器的感知觸角，降低了傳感器的工程實施成本；無線傳感器網(wǎng)絡則將網(wǎng)絡技術引入到無線智能傳感器中

2、，使得傳感器不再是單個的感知單元，而是能夠交換信息、協(xié)調控制的有機結合體。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡的一個重要特點是資源受限。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡相比，具有能量有限、計算能力有限、存儲空間有限和通信能力有限等特點。因此在研究應用于無線傳感器網(wǎng)絡的各種技術時，考慮的關鍵問題是低能耗和低成本。然而，已有的適用于傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議大多是對有限的節(jié)點資源和特定應用的網(wǎng)絡特性進行的最優(yōu)化設計，并沒有考慮安全路由的問題。隨著無線傳感器網(wǎng)絡在軍事等領域的

3、廣泛應用，在設計了滿足低能耗需求的路由協(xié)議后，對路由協(xié)議安全性的研究已成為新的熱點。
　　 本文首先介紹了DD、LEACH、GEAR等經(jīng)典的路由協(xié)議，在對其路由算法的性能及安全性進行比較分析的基礎上，發(fā)現(xiàn)以LEACH為代表的分簇路由協(xié)議在能耗和安全性方面有著比較好的性能。接著詳細分析了LEACH分簇路由協(xié)議，并且虛擬了一個在windows平臺上運行的UNIX模擬環(huán)境，使用NS2仿真工具對LEACH協(xié)議進行了仿真。然后，分別從能量

4、消耗和安全性兩個角度建議性的提出了對LEACH協(xié)議的兩種改進方案。第一種改進方案是提出了結合集中式的LEACH-C協(xié)議和分布式的LEACH協(xié)議兩者的優(yōu)點的ILEACH協(xié)議，通過對簇頭節(jié)點的產(chǎn)生區(qū)域進行限定，保證了簇頭數(shù)目的最優(yōu)化以及簇頭的合理分布，以節(jié)點剩余能量為主要依據(jù)來選擇簇頭節(jié)點。第二種改進方案是針對分簇路由協(xié)議不能抵御HELLO flood、選擇性轉發(fā)等攻擊的問題，在LEACH協(xié)議的基礎上，提出了一種安全路由協(xié)議CSRP，通過引