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1、碩士學(xué)位論文基于信任管理機(jī)制的WSNs簇頭選舉策略CLUSTERHEADELECTIONSTRATEGYINWSNSBASEDONTRUSTMANAGEMENTMECHANISM王寧哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TP393學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.3密級(jí)：公開(kāi)工程碩士學(xué)位論文基于信任管理機(jī)制的WSNs簇頭選舉策略碩士研究生：王寧導(dǎo)師：劉揚(yáng)副教授申請(qǐng)學(xué)位：工程碩士學(xué)科：計(jì)算機(jī)技術(shù)所在單位：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TP393U.D.C
2、:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCLUSTERHEADELECTIONSTRATEGYINWSNSBASEDONTRUSTMANAGEMENTMECHANISMCandidate：WangNingSupervisor：A.P.LiuYangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ComputerTechnologyAffiliation：SchoolofComputerScienceandTechnolog
3、yDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要近年來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSNs）已逐步應(yīng)用至軍事、商用等多個(gè)領(lǐng)域，且常被部署于無(wú)人監(jiān)管的開(kāi)放式環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)安全性難以得到保障。路由協(xié)議是WSNs穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，其中分簇WSNs因其易管理、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)得到了廣泛的研究和應(yīng)用，簇頭作為分簇WSNs網(wǎng)絡(luò)通信和安全的瓶頸，其選舉策略成為當(dāng)前研究中的重點(diǎn)。因此如何設(shè)計(jì)出適合分簇W
4、SNs的安全機(jī)制，并加強(qiáng)簇頭選舉的合理性是當(dāng)前十分重要的研究方向。為了提高分簇WSNs的安全性，本文提出了一種集中式的信任管理機(jī)制，該機(jī)制制定出一系列具有針對(duì)性的節(jié)點(diǎn)惡意行為檢測(cè)方案對(duì)節(jié)點(diǎn)行為進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果作為節(jié)點(diǎn)信任參數(shù)用于節(jié)點(diǎn)信任值的評(píng)估計(jì)算，通過(guò)使用信任值對(duì)節(jié)點(diǎn)可信度進(jìn)行評(píng)估，繼而進(jìn)行多種安全決策以提升網(wǎng)絡(luò)安全性。集中式的信任管理策略采用由基站對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的信任值進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)、管理和決策的方式，這種方式可以實(shí)現(xiàn)信任值的全局性，避免節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中存在不同信任值而引起的安全策略上的沖突問(wèn)題，同時(shí)可以減少信息重復(fù)計(jì)算產(chǎn)生的能量浪費(fèi)，實(shí)
5、現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)節(jié)點(diǎn)信任更加直接有效的管理和應(yīng)用。本文主要將信任值的評(píng)估結(jié)果作為簇頭選舉時(shí)的參考依據(jù)，確保簇頭的安全性。為了解決傳統(tǒng)簇頭選舉策略存在的問(wèn)題，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性，節(jié)省能量并平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，本文提出了一種基于信任管理機(jī)制的集中式簇頭選舉策略，首先利用K-Means聚類分簇實(shí)現(xiàn)簇結(jié)構(gòu)的均勻劃分，平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載；然后在每個(gè)簇內(nèi)，利用信任管理機(jī)制得到的節(jié)點(diǎn)信任值進(jìn)行簇頭初選，避免低信任值節(jié)點(diǎn)當(dāng)選簇頭，從而加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性；最后綜合考慮節(jié)點(diǎn)能量、密度和距離多個(gè)因素進(jìn)行簇頭的二次選取，以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗并延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期，最終保證簇頭選舉的安全性和合理性。在上
6、述研究的基礎(chǔ)上，本文實(shí)現(xiàn)了安全分簇路由協(xié)議的原型系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，本文提出的簇頭選舉方法在提升網(wǎng)絡(luò)安全性的同時(shí)將能耗控制在了合理范圍內(nèi)，證明了本文提出的簇頭選舉策略的有效性。關(guān)鍵詞：分簇?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)；簇頭選舉；安全；信任；能耗-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractInrecentyears,withthecontinuousdevelopmentoftheInternetofthings(IoT),theapplicationofwirelesssensornetworks(WSNs)hasbeengradullyexte
7、ndingtomilitaryfields,commercialfieldsandotherfields.Atthesametime,thesecuritythreatsandattacksoftheWSNsareincreasing.InWSNs,theroutingprotocolisthebasisofnetworkstableoperation,amongwhichtheclusterroutingprotocolhasbeenwidelystudiedandappliedbecauseofitseasytomanage,stron
8、gexpansibilityandsoon.ClusterheadisthebottleneckofWSNsnetworkcommunicationandsecurity,soi
