车载自组网络下基于量子随机数的高效组密钥分发方案

针对车载自组网络近场通信中密钥分发通信开销大、安全性低的问题,本文提出了一种基于量子随机数的高效量子组密钥分发方案。在该方案中:(1)通过车端和云端的量子随机数共同生成车辆的匿名凭证,并采用零知识证明方式实现车辆与路端的身份互认,保护了车辆隐私;(2)通过一种两段式的组密钥,即路端和云端的两个关键参数实现了组密钥的更新。组密钥在保证前向安全和后向安全的前提下,信令开销减少了一半,大大缩短了组密钥下发时间。最后,通过安全性和性能分析证明了该方案的安全性。

海洋跨介质通信自组网络设计与实现

世界各国在海洋资源开发、环境监测、搜索救援、协同巡查等领域的活动日益增频繁,加剧了对海洋跨介质通信的需求。设计了一种基于海上浮标的海洋分布式跨介质通信网络,融合水声、无线电、卫星通信等多种通信手段于一体,通过无线电自组网实现局部立体海域的通信覆盖,为水下用户提供互联互通以及与陆网联通的通用接口。重点研究了跨介质通信网络体系,设计了面向海洋复杂环境的网络通信协议及路由算法,并搭建原型网络,开展网络覆盖范围、吞吐率等关键指标的海试验证。经测试,该网络能够实现局部立体海域的准实时通信,由3节点组成的跨介质通信网络能够提供3kbps半径6.6km的吞吐量及海面覆盖范围。

透过式自组传感网络的设计及其在网格社区领域的应用

设计了一种透过式自组传感网络,各节点在进行入网时无需考虑射频芯片的收发协议和配置方法,每个终端传输节点均具备自动路由功能,可通过无线芯片将无线协议等价于有线协议,即插即用。设计的传感网络降低了通信网络的软硬件和研发成本,多跳路由功能保证了通信距离和准确性。可在建筑物密集的环境下实现1000 m范围内动态实时数据传输,在网格社区领域具有广泛应用。

基于移动自组网络的无人机通信设计

随着信息化建设的推进,无人机因其使用维护成本低、部署方便等优势成为信息化发展重点,但单无人机系统由于计算存储能力等限制难以应对复杂工作任务,多无人机系统由多个无人机组成通过协作作业方式完成工作任务。移动自组网是支撑无人机系统协调运作的关键技术,使无人机系统可以灵活部署,由于无人机移动快等特点使MANET设计面临很多挑战。针对现有移动自组网(mobile ad hoc network,MANET)TCP/IP体系结构通信效率低等问题,研究新型通信体系结构,采用具有动态认识管理功能的认知平面与数据平面交互,分析各层关键技术,仿真说明结构可行性。

面向工业自组织网络混响衰落信道模拟的双目标优化方法

传统信道模拟方法针对室外信道提出,难以满足工业自组织网络设备研制中混响信道连续冲激响应的模拟需求。通过使用较低阶的无限冲激响应数字滤波器(IIR)逼近工业混响信道连续冲激响应特征,提出了同时纳入滤波器阶数与响应误差的双目标优化目标函数,从而在IIR滤波器复杂度和模拟精度之间寻求平衡。仿真结果表明,与现有的平衡截断法和多项式放等方案相比,所提算法得到的滤波器复杂度更低,且模拟精度更高。

基于自组网络的武器火力饱和分配研究

针对武器火力分配中网络自组连通情况及能否饱和分配问题,研究了网络自组及饱和攻击数计算方法和匈牙利分配算法,并对其进行了改进。首先根据有效通信距离和火力单元之间距离求解任意两火力单元的连通概率,得出连通概率矩阵,将矩阵中数值规范化,并利用准平方法计算得出网络连接矩阵;然后,根据敌我双方信息,构建火力分配模型;最后,求出各个目标饱和攻击数,运用改进匈牙利算法构建火力分配模型,并根据目标饱和情况进行二次分配。仿真结果表明,在自组网的基础上,运用改进后的匈牙利算法可以有效的解决饱和分配问题。

基于重复博弈的无线自组网络协作增强模型

在缺乏集中控制的无线自组网络中,节点在转发过程中所表现出的自私行为将严重影响其网络服务的可靠性.在节点理性假设的基础上,针对自组网络节点的预期收益及其协作交互过程建立了一个重复博弈模型,提出了一个激励一致性条件,在此条件下,节点将迫于惩戒机制威慑而自愿采取合作策略;并分析了节点对将来利益重视程度、机制参数和作弊检测效率对协作效果的影响.仿真结果表明,通过合理选择惩戒机制参数,能够有效抵御网络规模的增长及节点合作意愿、作弊检测效率的降低所导致的协作性削弱,进而提高存在自私节点时的整体网络性能.

移动自组网络中多径路由的匿名安全

多路径为移动自组网络提供的容错、负载均衡与QoS支持较单路径更有效可行,所以在战术无线自组网等类似系统中采用多径路由策略更能满足系统的实际需求.另外,这类系统对安全性的要求除了基本的通信内容机密、完整与可用等特性外,还要求通信者的身份与位置对敌人保密,为通信者及其使命提供保护.鉴于现有的移动自组网络的匿名路由协议都不是实用的多径路由协议,且未能有效防御被动攻击、拜占庭行为以及匿名的不充分性,本文设计了一种新型安全匿名的多径路由协议,其特点是:在移动自组网络中采用单私钥多公钥密码体制、Bloom Filter与轻型洋葱盲化算法,来实现通信者身份匿名、位置隐藏与路由不可追踪;为源节点提供充分的路由信息,基于充分的信息使用强化学习算法来提高系统抵御被动攻击与拜占庭攻击等路由安全攻击的能力,并增强数据传输的可靠性.通过仿真与分析,显示了算法有较好的性能并达到了所定义的匿名安全要求.

车载自组织网络中一种连通度感知的可靠数据分发机制

车载自组织网络可以通过多跳无线广播实现远距离的数据传输,但网络拓扑的快速变化和无线通信质量的不稳定会导致数据传输性能的不稳定.为了应对这些挑战,文中提出了一种适用于城市场景的可靠的、连通度感知的数据分发机制.该机制利用实时收集的交通流量数据,建立路口车辆排队长度变化的马尔可夫模型,并基于此模型估算路段间无线网络连通度的实时变化,以便数据沿最小延迟路径进行转发.该机制还考虑到城市环境对无线信号的干扰,用覆盖消除规则改进了贪心广播算法,通过多候选转发策略增强了路段间数据传输的可靠性.模拟实验结果表明,与基于传染病的数据分发协议、基于静态节点的自适应数据分发协议相比,文中提出的机制能实现高可靠、低延迟的数据分发.

移动自组网络组密钥管理框架

许多应用于军事、紧急救灾等场合的移动自组网络需要安全组通信支持 ,然而节点的移动性、链路不可靠以及多跳通信延迟等特点使移动自组网络的组密钥管理面临巨大的挑战 基于秘密共享机制和RSA非对称机密体制提出了一种新的移动自组网络组密钥管理框架DGKMF ,该框架具有不依赖网络拓扑结构、组密钥局部生成以及有效维护组密钥的一致性的特点 模拟实验表明 。

基于CC1020的煤自燃无线温度传感器自组网络监控系统的研究

针对采空区遗煤自然发火问题,文章提出了一种基于CC1020的煤自燃无线温度传感器自组网络监控系统的设计方案,给出了系统总体结构,详细介绍了基于CC1020煤自燃无线温度传感器自组网络节点的硬件及软件设计。实验测试结果表明,基于CC1020的煤自燃无线温度传感器自组网络监控系统具有通信距离较远、穿透性和绕射性较强等特点,更适用于煤矿井下存在障碍物、巷道空间狭小、巷道弯曲等复杂多变的环境。

移动自组网络中采用连通支配集的有效广播技术(英文)

广播是移动自组网络 (MANET)中的一种常用操作 .许多移动自组网络的按需路由协议依赖于它来发现任意两个节点之间的路径 .广播也是许多 MANET应用中发布信息的重要手段 .实现广播的直接途径是洪泛 (flood-ing) .然而 ,在没有有效的控制机制下 ,洪泛将带来严重的消息冗余、传输冲突和碰撞问题 .基于图论中的连通支配集 (CDS)概念 ,提出了一种有效的广播途径 .它能较大地减小消息的冗余度 ,同时保持了洪泛的优点 .模拟结果表明 ,提出的广播途径优于一个基于 CDS的分布式算法和一个基于簇 (cluster)的途径 .

无线自组传感器网络

传感器技术正向着智能化、网络化的方向发展 ,无线自组传感器网络正是适应这种需求而出现的 ,它集传感器技术、微机电技术和网络通讯技术于一身 ,具有信息采集、处理和传输等技术。无线自组传感器网络在军事、工业、医疗、交通和民用等诸多方面潜在的巨大应用价值 ,引起了军事部门和工业界的广泛关注。本文以综述的形式介绍了无线自组传感器网络的特点和结构形式 ,对其广泛的应用前景做了描述 ,同时 ,对于目前国外在此方向的研究动态和研究方向作了介绍。希望本文的发表能引起国内同行对这个新兴领域的重视 ,争取早日将无线自组传感器网络的研究成果投入到应用领域。

移动自组网络分簇算法综述

在移动自组网络中 ,许多应用都依赖层次结构的支持。簇结构是移动自组网络中应用最为广泛的层次结构。本文介绍了实现簇结构的多种典型分族算法 ,以及度量分簇算法的标准与工具 ,比较了各种算法的优缺点 。

移动自组网络分布式组密钥更新算法

安全性是移动自组网络组通信的基本需求,安全、高效的组密钥更新算法是保证组通信安全的关键.在移动自组网络分布式组密钥管理框架(distributed group key management framework,简称DGKMF)的基础上,提出了一种组密钥更新算法——DGR(distributed group rekeying)算法.该算法能够利用局部密钥信息更新组密钥,适合拓扑结构变化频繁、连接短暂、带宽有限的移动自组网络.为了进一步降低算法的通信代价,通过在组密钥更新时动态生成组密钥更新簇,对DGR算法进行了改进,提出了CDGR(cluster distributed group rekeying)算法,并讨论了上述算法的安全性、正确性和完备性,分析了算法的通信代价.最后,利用ns2模拟器对算法的性能进行了分析.模拟结果显示,DGR和CDGR算法在组密钥更新成功率和延迟等方面均优于其他算法,并且由于采用簇结构,CDGR算法的更新延迟低于DGR算法.

无线自组网络中TCP流公平性的分析与改进

研究了TCP(transmissioncontrolprotocol)流在多跳无线自组网络中的公平性问题,发现IEEE802.11DCF协议在此环境下会导致严重的不公平性,即部分节点垄断了网络带宽而其他节点被饿死.首先,通过仿真分析了产生TCP流不公平性的原因,指出其根源在于MAC(mediaaccessandcontrol)协议的不公平性,同时,TCP的超时机制加剧了不公平性的产生;然后,利用概率模型定量分析了TCP不公平性与MAC协议参数之间的关系,发现TCP流的公平性与TCP报文长度直接相关,并且增加MAC协议初始竞争窗口的大小能够有效提高公平性.据此,提出了一种根据TCP报文长度动态调节初始回退窗口大小的自适应回退MAC协议改进算法.理论分析和仿真表明,该算法在很大程度上可以有效缓解不公平性问题的产生,并且不会引起网络吞吐量的严重降低.

移动自组网络安全分布式组密钥管理方案

组密钥管理通过为组成员生成、发送和更新组密钥来满足加密认证等安全需求,许多应用于军事战场、紧急救灾等场合的移动自组网络需要安全组通信支持.然而节点的移动性、链路的不稳定性以及缺乏可信中心等特点使移动自组网络组密钥管理面临巨大的挑战.基于可验证秘密分享机制和门限密码术,提出了一种安全的分布式组密钥管理方案VGK.方案能有效地抵制主动攻击和恶意节点的合谋攻击,而且具有鲁棒性和自适应性的特点.模拟实验表明,敌对环境下该方案中组密钥的更新效率和成功率均优于其它提出的协议.

基于AODV协议的自组网络安全机制的研究

路由协议的安全性是移动自组网络安全中最重要的一环,AODV路由协议因简单和控制开销小而广泛用于自组网络,但其没有任何安全机制保障,为此,本文探讨了AODV路由协议存在的主要安全隐患,对协议进行必要的改进,增加攻击检测功能,并为网络中节点建立信誉机制,二者相互作用共同完成协议安全性保障.利用NS进行仿真,结果表明改进后的算法能够检测到网络中节点的恶意行为并迅速做出反应,实现对网络内部及外部攻击的防范.

基于Grover搜索思想的无线自组网络路由算法研究

无线自组网络是近年来无线网络研究的热点领域,路由算法设计作为无线自组网络的核心层技术而备受关注。在深入分析已有算法存在的诸多不足的基础上,本文提出了一种基于Grover搜索思想的无线自组网络路由算法。该算法首先分析了Grover算法的原理,给出了适合无线自组网络的概率扩散矩阵和解径矩阵的构造方式,然后在此基础上定义了概率计算公式计算每个节点的概率,通过选择高概率节点进行数据转发,从而减少网络计算量,使得路由尽快收敛。仿真结果表明:相比经典的DSR路由协议,该算法得到的路由跳数性能上接近最短跳数,但是建立路由过程中转发节点个数得以大大降低。

无线自组网络中基于簇结构的安全方案

无线自组网络是一种不需要基础通信设施的自组织网络,正得到越来越多的应用·当前自组网络的安全性研究正成为一个热点·对基于簇结构的自组网络进行了安全分析,并且针对存在的安全问题提出了新的安全解决方案·主要贡献在于:①提出了一个保护簇首的安全机制;②针对节点簇间漫游的安全隐患,提出一个基于请求的节点信息共享机制,并给出了相应的算法·对该方案进行了仿真实验,结果显示,该方案具有充分的可行性·与已有方案相比,该方案具有较完善的安全机制,网络性能也较好·