《無線感測器網路分散式安全時鐘同步算法研究》是依託浙江大學，由何建平擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：無線感測器網路分散式安全時鐘同步算法研究
- 外文名：Research on distributed secure clock synchronization algorithm in wireless sensor networks
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：何建平
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
時鐘同步作為無線感測器網路眾多套用的支撐技術，一直是研究者重點關注的科學問題之一。本項目緊扣國內外最新研究進展，針對現有分散式時鐘同步算法在時鐘模型、網路不確定性、能量有效性和算法安全性等方面研究的不足，重點研究高精度、高能效、分散式安全時鐘同步算法和理論。首先，重點考慮非理想時鐘模型、網路不確定性和網路攻擊對時鐘同步算法的影響，設計基於一致性理論的分散式時鐘同步算法。同時，基於Lyapunov穩定性理論和分散式最佳化理論，分析算法的收斂性、能量有效性和安全性等時鐘同步性能並進行算法最佳化。其次，綜合考慮非理想時鐘、網路不確定和攻擊耦合下的時鐘同步算法及相應理論分析。最後，對所提算法和理論結果進行仿真與硬體實驗驗證。本項目的研究有助於推動時鐘同步理論的進一步發展，延伸時鐘同步的套用領域，具有重要的理論意義和廣泛的套用價值。
結題摘要
時鐘同步作為無線感測器網路眾多套用的支撐技術，一直是研究者重點關注的科學問題之一。本項目緊扣國內外最新研究進展，針對現有分散式時鐘同步算法在時鐘模型、網路不確定性、能量有效性和算法安全性等方面研究的不足，重點研究高精度、高能效、分散式安全時鐘同步算法和理論。考慮現有研究在噪聲和延時情況下的時鐘同步算法和理論研究的不足，我們首先研究了分散式時鐘同步算法的基礎理論，揭示了一致性穩定性和網路不確定性之間的內在聯繫，同時設計了快速可靠的分散式同步算法，理論證明了算法的收斂性和精確性，並基於得到的理論結果，我們設計了快速精確的分散式時鐘同步協定。其次，我們探究了攻擊特性與同步算法安全防禦機制的耦合機理，建立了分散式時鐘同步及其安全理論，其中重點研究了一致性理論的隱私保護算法設計、分散式最佳化攻擊防禦機制設計以及隱蔽攻擊的系統化建模。接著，基於已建立的基礎理論成果，開展了面向智慧型電網和車載網的網路系統套用擴展研究。針對智慧型電網中考慮傳輸損耗和有向通信的分散式的能量調度問題，設計了分散式算法，實現了高效的分散式能量調度。利用經典的金融數學中的均值方差模型對混合電力市場和金融市場進行數學建模，建立了一個零售電力市場的最優投資決策問題，並給出問題的最優解解析表達。針對車載網數據分發問題，設計了基於異構和存儲器的數據分發算法，實現了高效可靠的數據傳輸。最後，對所提算法和理論結果進行仿真與硬體實驗驗證。本項目的研究有助於推動時鐘同步理論的進一步發展，延伸了時鐘同步的算法和理論的套用領域，具有重要的理論意義和廣泛的套用價值。
