認知無線電網(wǎng)絡安全與隱私保護技術研究.pdf

1、隨著無線通信技術的快速發(fā)展,部分頻段越來越擁擠,已無法滿足日益增加的無線用戶的需求。但調查表明,大部分授權頻段卻處于空閑狀態(tài)。為了充分利用頻譜資源,為更多的用戶提供服務,認知無線電網(wǎng)絡應運而生。認知無線電網(wǎng)絡在不影響授權用戶(主用戶)的前提下,為非授權用戶(認知用戶)提供頻譜接入的機會,具有良好的應用前景。
　　如何獲取主用戶網(wǎng)絡的空閑頻譜信息并對其合理分配是認知無線電網(wǎng)絡中至關重要的問題。由于無線環(huán)境的多變性和主用戶信號狀態(tài)的不

2、固定性,準確可靠的頻譜感知成為認知無線電網(wǎng)絡運行的前提和基礎,而惡意節(jié)點的數(shù)據(jù)篡改將會破壞感知數(shù)據(jù)的真實性,從而嚴重影響認知無線電網(wǎng)絡的正常運行;由于空閑頻譜的動態(tài)性和可用信息的公開性,使得攻擊者容易對認知用戶的頻譜感知和接入造成破壞,因此引起的DoS攻擊將會阻礙用戶的頻譜接入,從而最終導致認知用戶無法利用可用頻譜,造成頻譜資源的浪費。此外,在不影響主用戶的前提下,如何使認知用戶之間在互不干擾的條件下,安全使用空閑信道,最大化個人隱私信

3、息保護力度,是認知無線電網(wǎng)絡面臨的巨大挑戰(zhàn)。本文針對上述認知無線電網(wǎng)絡中出現(xiàn)的安全與隱私問題進行研究,所取得的主要研究成果如下:
　　1.針對分簇式認知無線電網(wǎng)絡頻譜感知過程中的合謀攻擊,提出了一種基于信任機制的分段頻譜感知方案。該方案通過對待感知頻段重新綁定、對認知用戶模數(shù)分組,進行一一映射的頻譜感知,并利用認知用戶信譽值作為數(shù)據(jù)融合的參考,能夠及時發(fā)現(xiàn)惡意用戶,有效阻止合謀攻擊,保證頻譜感知數(shù)據(jù)的可靠性。
　　2.針對無

4、中心設施下的頻譜感知數(shù)據(jù)篡改攻擊,提出了一種基于鄰居節(jié)點檢測的收斂感知算法。該算法通過認知用戶本地感知,和鄰居節(jié)點交互感知數(shù)據(jù)來達到局部感知數(shù)據(jù)的統(tǒng)一;收斂過程中,可信鄰居節(jié)點集合的更新能夠剔除可疑節(jié)點,提高感知數(shù)據(jù)更新的準確性;且利用鄰居節(jié)點檢測機制,對可信鄰居節(jié)點進行感知數(shù)據(jù)檢測,及時發(fā)現(xiàn)并修正受損的感知數(shù)據(jù),對最終感知結果進行可靠性判決。
　　3.針對頻譜分配過程中的追蹤用戶攻擊,提出了一種基于有序集合的抗追蹤用戶攻擊信道選

5、擇方案?？紤]到信道申請過程中的信息泄漏,采用認知用戶偏好使用信道集合中對應的序號來代替所選信道,可以有效隱藏所選信道的信息;通過偏好使用信道的同步更新機制,動態(tài)改變偏好信道對應的序號,提高攻擊者獲取所選信道信息的難度。該方案能夠隱藏認知用戶選擇的信道信息,使攻擊者無法追蹤到認知用戶,有效抵抗了追蹤用戶攻擊,保障認知用戶的頻譜接入。
　　4.針對頻譜分配中由于歷史信道使用信息而造成的位置隱私泄漏問題,提出一種自共存機制下的位置隱私保