无线自组织网络安全特性基础理论研究

随着无线网络技术和应用的不断发展，无线自组织网络安全已成为国际上研究热点之一。其核心问题是对无线自组织网络安全特性的研究，而目前尚缺乏支撑该研究的有效基础理论，很多科学问题丞待解决。首先其结构动态性、行为随机性和节点资源异构性使得模型描述困难；同时模型变量分布的非典型性、状态空间爆炸和状态空间无界等问题更增加了其多维度综合量化评价的难度。此外尚缺乏对无线自组织网络的容侵性、阻断攻击的协作性和安全服务的自愈性的深入研究工作。针对上述问题，本项目从无线自组织网络安全特性的综合度量体系，分析模型及简化和近似分析方法，以及无线自组织网络中的容侵、协作阻断攻击和安全服务自愈的保障机制等方面开展研究工作。力求在无线自组织网络安全行为描述、量化评价方法和安全机制上取得创新性成果，为无线自组织网络的分析、设计、评价和安全保障等方面提供理论依据。本项目对提高我国无线自组织网络建设和应用水平具有重要意义。

课题组从基础架构出发、以承载服务为导向、系统地开展了有关无线自组织网络安全特性的研究工作，给出了无线自组织网络正交性安全特性指标体系、安全特性指标的形式化定义、攻击与防范模型、精细化安全机制构造与选取方法，主要成果如下： .1. 在无线自组织网络安全特性指标体系方面，从面向服务和应用的视角研提出了面向服务安全特性概念，给出了涉及可靠性、可用性、可维护性、完整性及可行性等属性的综合安全特性指标体系，对各属性给出了形式化定义，并给出了各属性间的量化关系；针对未来的透明计算架构，从理论角度，对安全特性保证的移动终端设计进行了分析，成果被应用于透明计算网络性能评价，获得2013年教育部自然科学一等奖。.2. 在建模和计算分析方法方面，提出了随机博弈网模型和随机决策网模型，成功对无线自组织网络中节点行为和相互关系进行了建模，分析了优化行为策略，设计了相应的激励合作机制，应用于多媒体传输QoS控制，部分成果获得了2012年国家技术发明二等奖；针对非马尔科夫模型和复杂模型的求解，给出了状态合并和近似计算方法，相关成果形成学术专著一部。该方面成果为计算机网络性能优化模型的组成部分,部分获得2011年国家自然科学二等奖 .3. 在轻量级安全机制设计方面，针对数据私密性保障和能耗限制问题，提出了基于网络编码的解决方法；针对主动防御机制，提出了移动防火墙，并设计了激励相容、移动黑名单等机制；针对路由协议安全漏洞和潜在攻击方式的挖掘，在分析包括洪范攻击、黑洞攻击、虫洞攻击等经典无线自组织网络攻击的基础上，发现了一种新的潜在攻击方式。.本项目实施过程中，双方共同开发设计了无线自组织网络综合测试平台，并实现了测试模块的开发。在IEEE Transactions等国际期刊和本领域重要的国际会议(INFOCOM等)上发表(含已录用)论文92篇，其中在国际期刊(如JASC，TPDS,TWC等)发表论文29篇，在国际主流会议 (INFOCOM，SCC等)上发表(含录用)论文30篇。出版网络安全分析模型专著一部，申请授权国家发明专利11项。培养研究生14名，项目组成功主持国际学术会议1次。