无线Ad Hoc网络拓扑攻击探测与定位研究

无线Ad hoc网络具有无基础设施，可任意组网的优点，在军事和民用领域具有广阔的应用前景。但是因为采用无线通信方式，且网络节点资源有限，无线Ad hoc网络极易遭受攻击。本课题将无线Ad hoc网络中极具威胁的一大类攻击抽象为对网络拓扑的攻击，率先提出拓扑攻击探测与定位问题。相比以前对不同攻击采用不同探测方法的模式，我们首次提出了通用的攻击探测方法，通过探测拓扑变化来探测攻击，判定攻击类型，并定位攻击发起点。我们首次提出被动式快速高效的拓扑发现方法，能实时监控网络拓扑变化。基于贝叶斯网络推理给出攻击判定算法，能判定攻击发生并给出具体攻击描述和攻击发起点位置。与现有攻击探测方法相比，本课题所提出的方法能探测可随时改变攻击策略的自适应敌手。本课题的研究是无线Ad hoc网络安全研究的基础问题和重要组成部分，与其它安全技术一起为无线Ad hoc网络应用提供基本安全保障。

无线Ad hoc网络具有无基础设施，可任意组网的优点，在军事和民用领域具有广阔的应用前景。但是因为采用无线通信方式，且网络节点资源有限，无线Ad hoc网络极易遭受攻击。目前，对Ad Hoc网络威胁较大的攻击，如虫洞攻击、女巫攻击等均可归结为对网络拓扑的改变而导致的攻击。因此，本课题将无线Ad hoc网络中极具威胁的一大类攻击抽象为对网络拓扑的攻击，提出拓扑攻击探测与定位问题。相比以前对不同攻击采用不同探测方法的模式，我们提出了通用的攻击探测方法，通过探测拓扑变化来探测攻击，判定攻击类型，并定位攻击发起点。为快速探测网络拓扑变化，我们提出了被动式快速高效的拓扑发现方法，能实时监控网络拓扑变化。基于网络拓扑变化的实时统计结果，我们进一步提出了高效的攻击判定方法，能判定攻击发生并给出具体攻击描述和攻击发起点位置。.我们选取了无线传感网拓扑攻击中具有代表性的虫洞攻击作为研究对象，对拓扑攻击进行了深入研究。由于无线传感器节点的资源非常有限，因此适用于有线网络上的基于密码学的安全技术不能直接移植于无线传感网络。目前已知的传感网中虫洞攻击的探测方案在应用上存在问题，这些方案或需要精确时间同步，或额外的定位算法或硬件、或有较大的通信开销，并且，现有方案均不能检测可自适应调整攻击策略的主动虫洞敌手。结合无线传感器网络的特点，我们提出了基于拓扑的被动式实时虫洞攻击探测方案，称为Pworm。通过利用虫洞攻击的主要特征：大量吸引网络流量和显著缩短平均网络路径，Pworm不需要任何额外的硬件，只需要收集网络中部分路由信息就能实时地探测虫洞节点，即使主动虫洞节点也不能通过改变自身攻击策略而躲避探测。实验结果和分析表明该方案具有轻量级、低漏报率、高可扩展性等优点，适用于大规模无线传感网络。.与现有攻击探测方法相比，本课题所提出的方法能探测可随时改变攻击策略的自适应敌手。本课题的研究是无线Ad hoc网络安全研究的基础问题和重要组成部分，与其它安全技术一起为无线Ad hoc网络应用提供基本安全保障。.另外，在本课题支持下，项目组还进行了RFID系统隐私保护和密钥生成、可计算RFID系统、车联网安全和数据分发、无线安全等领域进行了研究，获得了一批研究成果。