無線傳感器網(wǎng)絡中基于云模型水印的安全技術研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡主要任務是對監(jiān)控區(qū)域的信息進行采集，以達到遠程監(jiān)控的目的，在軍事和民用領域蘊含著廣泛的應用前景。由于傳感器節(jié)點結構簡單、能量有限，且通常部署在危險甚至敵對的環(huán)境中，節(jié)點容易被攻擊、俘獲而妥協(xié)，干擾用戶決策，使得網(wǎng)絡變得不可信。因此研究者們急需設計一種安全的數(shù)據(jù)認證方法，來保證感知節(jié)點收集到的數(shù)據(jù)是安全可信、完整有效且具有新鮮性。本文結合云模型水印技術，圍繞著如何確保無線傳感器網(wǎng)絡所采集的數(shù)據(jù)安全可靠展開研究，主要工作內容包

2、括以下三個方面：
　　 (1)提出一種基于云模型的差分水印算法。首先通過感知節(jié)點收集到的數(shù)據(jù)協(xié)同調制出云滴水印標記，再經過哈希散列函數(shù)處理得到二值水印，采用重輪差分的方式將n個云滴水印嵌入n個感知數(shù)據(jù)中。中轉節(jié)點通過時間戳和節(jié)點的身份ID構成的索引向量，來判斷和剔除重復的數(shù)據(jù)包。理論分析與實驗結果表明，該算法符合分布式無線傳感器網(wǎng)絡水印盲提取和盲檢測的需求，對攻擊者俘獲妥協(xié)節(jié)點或者篡改數(shù)據(jù)具有一定的脆弱性。通過云水印模型的整體特

3、征分析，可以得出該方法具有一定的魯棒性。
　　 (2)無線傳感器網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)傳輸過程中，經常需要對數(shù)據(jù)進行網(wǎng)內有損數(shù)據(jù)處理，這樣雖然減少了數(shù)據(jù)傳輸量，但是造成嵌入的水印信息不完整，無法保證數(shù)據(jù)完整性與可靠性。為此，本文研究了支持網(wǎng)內數(shù)據(jù)融合處理的云模型水印技術。結合云水印模型的整體性和數(shù)字圖像水印可以分片嵌入的特點，將云滴排序后分段嵌入簇內。每個節(jié)點根據(jù)分配到的NID(Node-ID，簇內節(jié)點分配到的ID)來選定將水印嵌入到數(shù)據(jù)的

4、第q位LSB(最低有效位)。仿真實驗和分析表明，該方法能充分利用云滴Drop(x，y)的脆弱性，有效檢驗出數(shù)據(jù)是否受到篡改等攻擊。攻擊者無法從云滴水印標記有限的信息中獲得整個云模型水印的完整信息，更加驗證了云模型的魯棒性。
　　 (3)搭建無線傳感器網(wǎng)絡的OMNeT++云模型水印仿真系統(tǒng)。實驗結果表明：第一種方案很好的采用了數(shù)據(jù)之間協(xié)同的特性，嵌入的水印由感知數(shù)據(jù)協(xié)同調制產生，對數(shù)據(jù)的完整性驗證有很好的效果。第二種方案結合圖像數(shù)