不用重写建立新的过滤器。然而，相比标准的布隆过滤器，需要使用高达到倍的空间。和在已经被明确而广泛地应用于各种认证机制中。年，将和用于存储公钥的值，并且用于验证网络用户的身份。在基于认证机制的布隆过滤器，中，被用于处理关于公钥的密钥管理部分。而在混合认证机制，中，则与联合，同来管理公钥。年，等人将作为个认证者，用以抵抗已认证用户的洪泛攻击。在基于布隆过滤器的消息认证协议，中，用于压缩多个消息认证码，。它能够减少消息的尺寸，其代价通常只是获得了个可忽略不计的假阳性概率。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章广播认证和入侵检测的相关工作年，等人用来生成并且验证认证信息。与相联合，更加具有实用性可靠性以及身份认证的功能。借由应用在静态数据集合中的指纹和完美散列的概念，引入了计数型布隆过滤器，的概念。在性能上与类似，并且它所需要的空间只有的半。因此，我们结合而不是或者与来实现协议中的身份认证的功能。该功能命名为，它在认证速度以及存储空间方面具有极好的表现。关于的具体实现将会在第五章介绍。为什么要使用当传感节点被配置完之后，内部的电池是很难进行更换的。因此，关于无线传感网的协议以及应用的设计必须是能量感知的，这样才能延长网络的生命周期。其中，最有效的节能的方法之，就是组织传感节点成簇状。年，提出了经典的低能耗的适应性的簇状层级，协议。顾名思义，它是个基于分簇的路由协议，它使用了本地簇头的随机轮转机制来实现整个网络中的能量分布的均衡。年，提出了协议。它结合了基于簇的节能的路由算法介质访问算法特定应用的数据聚集算法，达到了良好的性能表现，包括延长了系统的生命周期，降低了时延，并且提高了应用感知的质量。年，等人提出了层簇同构网络稳定选择协议，。它是个面向异构网络的协议，用于延长网络的稳定周期。其中，稳定周期或者称稳定时间是指从系统启动到出现第个死亡节点的这段时间。总之，相比较于以及协议，具有更长的稳定时间。年，等人提出了分布式节能层簇算法ffi，。它是面向异构网络的个新的分布式的节能的分簇协议。在中，先计算每个节点的剩余能量与网络的平均能量的比值，通过这个比值是个基于无速率码的信息传递机制，。在文献中，它被用来提供数据的可靠性。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章广播认证和入侵检测的相关工作再来计算每个节点被选为簇头的概率。与那些低能量的节点相比，具有较高初始能量以及剩余能量的节点更容易被选为簇头。并且，引入分簇技术能够收集数据并且包含更多有意义的信息。因此，在异构网络中，相比以及，实现了更长的网络生命周期以及收集了更加有效的数据信息。同年，提出了协议。当个簇内的成员传感节点移动时，可用于宣称它们的身份。而且，它可用于确认在个时隙内该时隙是由时分多址调度，分配的，个传感节点是否能与个指定的簇头进行通信。结合中分簇的概念中的同构性中的能量均衡以及其他的些方面或概念，本文在协议中提出了基于父亲树的路由算法，。它是个节能的分簇路由算法，扩展了基站的通信范围，并且合理地延长了网络的生命周期。关于算法的具体步骤将在第六章介绍。入侵检测的相关工作在入侵检测成为无线传感网中的重要研究问题之前，它第次被提出是在基于传感节点的自动系统中。覆盖，作为入侵检测的重要分支，越来越受到研究者的关注。覆盖分为两大类全覆盖和栅栏覆盖。全覆盖能够保证连通性并且最大化覆盖区域的检测率本文不做研究。而栅栏覆盖能够最小化入侵者不被检测的概率。关于栅栏覆盖的研究内容有很多。包括，可靠密度，性能分析，质量分析，以及节能的相关问题。而移动传感网中的栅栏覆盖是另项重要的分支，它被多次研究。文献中都说明了节点的移动性能够提高覆盖的性能。文献罗列出了栅栏覆盖的性能与系列重要的动态因素之间的关系。文献提出，网络监控中的覆盖问题即是保证目标实体所在的观察区域在个或多个节点的感知范围内。类似地，文献也研究了移动传感网中检测目标在与不在的问题。同时，文献主要侧重于研究虚拟势场中移动节点的重定位算法。文献提出了节约能耗的节点重定位方法，相比静态随机分布的方法，它只需要较少的节点就达到相同的效果。文献讨论通过移动传感节点的部署来扩大静态区域的覆盖。文献则解决了栅栏覆盖中移动传感节点的理想化运动问题。目前为止，本文是第个研究虚拟势场中栅栏覆盖的概率的。通过借用并且适当修改调整物理学中的完全弹性碰撞以及点电荷模型，本文研究了移动入侵者与移动传感节点之间的动态关系，并且万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章广播认证和入侵检测的相关工作在此基础上评估了栅栏覆盖的性能。本章小结首先，本章主要从三个方面介绍了无线传感网络中广播认证协议的相关工作可再生链，基于布隆过滤器的身份认证，以及分簇路由算法。其次，考虑到广播认证协议中的安全措施更属于被动防御，而不是主动安全监测，所以，本章后来又介绍了入侵检测的相关工作。万方数据南京邮电大学硕士研究生学位论文第三章协议第三章协议与协议类似，但是又有所不同协议具体可分为个步骤。它们分别是假设发送者设置启动新接收者网络初始化广播信息认证信息。假设我们假设基站是固定的，并且成千上百的传感节点分布在个大型的稠密的分布式无线传感器网络中。其中，基站具有无限的存储空间处理能力以及能量供给。相反，网络中的传感节点具有受限的存储空间计算能力带宽以及能量。并且，在安全方面，我们假设基站总是可信的但是传感节点则有可能会受到攻击而妥协。需要注意的是，基站可位于网络中的任何位置，当它处于网络中心位置时，如图所示。图大规模无线传感器网络拓扑结构的展示图。网络场景是，并且在该区域内有个传感节点随机分布。万方数据单位代码密级硕士学位论文论文题目无线传感器网络广播认证协议及入侵检测研究戴庭黄海平计算机软件与理论基于网络的计算机软件应用技术工学硕士二零四年四月学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期万方数据万方数据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。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档允许论文被查阅和借阅可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相致。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名日期研究生签名导师签名日期万方数据摘要广播是无线传感器网络的项重要操作。它可用于代码的更新查询以及组员的管理。广播认证是无线传感器网络的项基本安全服务。常见的基于对称密钥的广播认证协议，特别是系列，扩展性差因为链长度有限基站通信范围有限并且存在安全隐患因为明文认证等。本文首先提出了个可扩展的广播认证机制，名曰。它是协议和多级协议的扩展和改进版本。协议包含以下三部分提出了基于，门限和划分树的可再生链的构造方案，解决了链长度受限的问题，并且在相对较低的开销下保证了定强度的容丢包性容错包性，最主要的是它能够抵抗选择明文攻击提出了基于可计数型布隆过滤器的身份认证方案，在实现了安全认证的同时，确保了存储空间的节约性系统的可扩展性查询的高效性提出了基于父亲树的分簇路由算法，它的主要功能是扩大了网络的范围，使得整个协议更适用于大范围的稠密的无线传感器网络。并且，本文利用，等工具实现了性能的仿真分析，证实了协议所具备的以上优点。在无线传感器网络中运行协议时，网络常常需要采用主动的防御措施。因此，在本文的后半部分，我们将研究传感器网络中的入侵检测问题。入侵检测是传感器网络的项重要应用。大量文献表明采用覆盖方法，特别是栅栏覆盖方法，能够增加入侵检测的效率。由于本文中所提出的的簇头轮转机制，新节点的加入以及该算法在实现轮之后的特有的网络拓扑结构的变化，同局部区域内，节点数目的变化可近似地看做是节点的移动。而且，使用移动的传感器节点能够增强覆盖效果，以避免静态无线传感器网络中存在的覆盖空洞。然而，传感节点和入侵者的运动轨迹并没有被相关文献详细地研究。同时，移动传感节点之间的相互影响以及传感节点与入侵者之间的影响也没有被详细地研究。为了解决这些问题，本文首先引入虚拟势场的概念。它不但存在于节点之间，而且存在于节点与入侵者之间。考虑到动态相似性，本文使用完全弹性碰撞模型来描述节点的移动使用点电荷模型来描述入侵者的移动。通过建模，我们能够得到覆盖性能与传感节点入侵者的移动性之间的关系。最后，我们能够得到虚拟势场下移动传感网的入侵检测的性能要优于静态万方数据无线传感器网络以及般的移动传感网中的入侵检测的性能。关键词无线传感器网络可再生链可计数布隆过滤器，门限分簇路由算法入侵检测栅栏覆盖万方数据，fi，