基于拓扑感知和跨层协作的认知无线网络安全关键技术研究

This project is motivated by the relationships of nodes, spectrum and locations in cognitive wireless networks, the self-organized ability of generalized topological information, and the low ability for defending against passive/active attacks. By using the topology awared and cross layer design, together with cryptology, information theory, graph theory and game theory, we focus on the security problems in cognitive wireless networks, including key management and authentication, strategies for defending against mixed attacks, the detection of malicious nodes, and reliable communications. The outputs of this project include new methods against passive attacks in cognitive wireless networks from relation topology graph, the integration of physical layer security from information theory and classical key management from cryptology, etc. The results will provide both theoretical and technique support for proposing the secure architecture of cognitive wireless networks, and further promoting secure and efficient applications of cognitive wireless networks in our country.

项目针对认知无线网络中节点关系、频谱关系、位置关系等广义拓扑信息的自组织性高，抵抗主/被动攻击能力弱等特点，以拓扑感知和跨层协作为主线，有机融合密码学、信息论、图论和博弈论等工具，重点研究基于拓扑感知和跨层协作的认知无线网络体系结构、密钥管理和认证机制、抵御混合攻击策略、恶意节点检测、可靠通信策略等联系密切且相辅相承的关键安全理论，形成利用关系拓扑图抵抗认知无线网络被动攻击、基于信息论的物理层安全与基于密码学的传统密钥管理机制相结合等技术。项目的研究成果将为建立完善的认知无线网络安全体系结构提供理论和技术支撑，对加快我国认知无线网络的理论研究和实用化步伐具有重要的理论和现实意义。

项目从认知无线网络的自组织性、抵抗主/被动攻击能力弱的特点出发，以拓扑感知和跨层协作为主线，有机融合密码学、信息论、图论和博弈论等工具，建立完善的认知无线网络安全体系结构，提高认知无线电网络的安全性和各项网络性能。课题组主要的创新性研究成果包括：提出了认知无线网络节点的定位拓扑感知、安全验证和隐私保护策略，提出了认知无线网络的密钥管理和认证机制，提出了基于博弈理论的抵御混合攻击策略和物理层安全方案，提出了关系拓扑图的诊断理论和可靠通信方案。以上研究成果具有比较明显的原创性，多项核心成果发表在国际主流权威期刊并受到关注和引用。.项目的最终研究成果及各项指标均达到和超过了预期目标，主要包括出版了1部学术专著、在国内外学术刊物和期刊上发表35篇学术论文，核心技术和方法申请了17项专利，项目执行期内共有1位成员由副教授晋升教授，项目资助并培养了7位博士研究生和17名硕士研究生，依托福建省网络安全与密码技术重点实验室，成功主办了10场国际和国内学术会议和研讨会。