传感网有效的通信机制及安全协议研究

针对传感器网络复杂的应用场景和诸多的安全威胁，本项目从具体应用的角度出发，探讨传感器网络的通信和安全问题，研究在具体应用场景下有效的通信机制和安全保障技术，并在此基础上提炼出传感器网络共性的通信与安全技术。具体内容包括：.结合复杂网络的理论知识，研究不同传感器网络应用背景下的网络行为特征，揭示影响通信性能的关键因素，确定有效的网络通信机制；探索利用网络编码技术提高传感器网络通信效率和容错能力的理论方法和途径；在建立的通信机制基础上，设计安全有效的密钥管理协议、路由协议和数据融合协议，增强网络系统的安全性和可用性；同时对传感器网络的节点协同机制和分布式数据存储与检索方法进行研究。本项目通过与特定应用场景相结合，使研究具有更强的针对性，能充分体现传感器网络的特点。

针对传感器网络复杂的应用场景和诸多的安全威胁，本项目从应用的角度出发，探讨了传感器网络的通信和安全问题，研究在具体应用场景下有效的通信机制和安全保障技术，并在此基础上提炼出传感器网络共性的通信与安全技术。主要研究成果包括：.1、借助复杂网络的理论知识，建立WSN的动态拓扑描述模型，对WSN的可控性、容错能力和信息传播形式进行了研究，从网络控制的角度提出了可控性和容错的基本准则，为建立高效的通信机制提供理论支持。.2、提出适用于WSN基于物理层安全的协作干扰通信机制；提出以数据为中心的WSN及移动Sink的安全通信机制；在已有WSN认证机制的基础上，提出一个增强的用户认证框架，并对网络编码在WSN中的应用进行初步研究。.3、针对窃听信道，提出一个密钥进化方案，使节点间的通信密钥随着传输的信息而改变。从复杂网络的角度，提出一种隐私传递方法，利用无线节点预置的秘密信息，建立全局的安全通信网络。.4、借助复杂网络的分析方法，研究了信息的传播途径；基于群体智能，提出能耗低、具有平衡能量负载的改进型蚁群算法，提高WSN路由的效率；同时，为提高网络的安全性，提出用户之间以及移动平台之间的认证方法。.5、为有效减少冗余数据传输，增强安全性，提出基于单向函数的WSN安全数据汇聚方案，汇聚节点利用单向函数完成数据完整性检查、身份认证、数据汇聚。