無線感測器網路定位算法魯棒性及安全性研究

《無線感測器網路定位算法魯棒性及安全性研究》是依託重慶大學，由廖曉峰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：無線感測器網路定位算法魯棒性及安全性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：廖曉峰
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

眾多無線感測器網路套用需要感測器節點的位置信息，因而定位算法非常重要。儘管當前文獻提出了多種定位算法，但其研究很不深入。本項目即致力於深入研究無線感測器網路中定位算法的魯棒性和安全性問題。研究分為四部分：第一，研究信標節點的數量問題，在各種不同網路拓撲下給出信標節點數量的界。第二，研究定位算法潤霉的魯棒性問題，提出最優的部署信標節點的算法；當某些信標節點失效時，提出增加部署信標節點的最優算法。第三，研究定位算法的安全性問題。首先對各種安全威脅和攻擊者進行建模，確定定位算法中所需的安全服務，然後提出各種安全機制及算法實現定位算法的安全性要求。這裡，我們從兩個不同角度提出安全算法，即基於密碼學的算法和基於統計學的算法。各種不同的算法分別考慮攻擊的檢測和預防問題。第四，研究魯棒性和糊巴擊安全性之間企員船炒的關係。第一部分的研究是下面各部分研究的基礎，第二、三部分的研究則是本項目最核心的內容，第四部分作進一步完善。

結題摘要

隨著無線網路套用的日益普遍以及複雜多媒體業務的不斷湧現，無線網路的業務量急劇增加。如何在無線網路實現安全的傳輸數據，以及對於網路節點進行精確的定位都是挑戰性問題。本項目主要研究了如下四個部分： 第一，研究基於距離的定位算法，基本原理如下：確定某一未知位置節點到一些已知位置的節點的距離，然後可根據三邊測量法、三角測量法或者極大似然法等預先設定機制確定其自身的位置，該節點變為已知位置節點；重複上述過白才諒程，當感測器網路中所有節點確定了自身的位置時，定位算法結束。可選的實現過程主要有基於到達時間的定位機制，基於到達時間差的定位機制，基於到達角度的定位機制和基於接收信號強度的定位機制。 第二，研究如何將有限的無線資源，以合適的方式分配給不同的用戶或業務，以滿足他們對無線資源的需求。然而，無線網路資源的稀缺性，無線甩寒促籃網路信道狀態的不穩定性，無線網路中不同類型業務的不同服務質量QoS需求，以及無線資源分配過程中體現的不公平性，都給無線網局肯罪絡資源分配帶來了很多挑戰。 第三，研究無線網路的數據安全傳輸。位置驗證算法功能是檢驗一個節點申明的位置是否是真實的，該節點可能是信標節點，也可能是普通節點，位置驗證算法本質上是一種被動防禦算法。通過一組檢驗節點測定其到一個位置申明節點的距離，然後將這些距離送至一受信任的節點，由該節點使用最小均方誤差算法確定申明節點位置的正確性。 第四，研究基於無線感測器通信的多智慧型體網路的分散式一致估計算法。網路環境是不汗射盼穩定的，包含著設備失敗、連線失敗、通信干擾、以及數據傳輸攻擊與保密通信等諸多因素。因此，這就需要我們從切換拓撲、時延狀態重用、靈活的通信網路構建角度設計分散式、健壯性以及安全性的算法去應對這些問題。 綜上，本項目研究了多種無線感測器網路定位及數據安全傳輸算法、無線感測器網路的功率分配算法、無線感測器網路的分散式一致算法、基於無線感測器網路的雲安全算法、基於無線感測器通信的多智慧型體網路的分散式一致算法等。其工作成果發表在國際刊物上。