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随着WSN的快速发展和广泛应用,其安全性显得越发重要。其中,路由协议作为无线传感器网络的关键技术之一,其是否安全将直接影响整个网络的安全可靠。现有的WSN路由协议大多主要考虑节能因素,很少考虑或根本未考虑网络的安全问题,而传统网络路由协议的安全机制则无法在WSN中直接实施。因此,对于无线传感器网络路由协议的安全性研究显得非常必要。
本文主要研究无线传感器网络路由协议的安全性,并对其进行分析和改进。首先从路由安全的角度,概述了无线传感器网络路由协议中常见的攻击类型,并归纳了对应的防御措施。然后,详细分析几种典型的路由协议,并选择LEACH协议作为研究对象。在此基础上,针对WSN安全路由协议中密钥管理难的问题,提出一种适用于类LEACH的WSN密钥协商方法,并运用SVO逻辑推理证明了该密钥协商方法的安全性,进而通过性能的对比分析表明该密钥协商方法适用于无线传感器网络。接着,考虑整个无线传感器网络路由协议的通信过程,将该密钥协商方法和改进的簇首选举算法融合于LEACH协议中,提出基于改进密钥协商的WSN路由协议KN-LEACH。
最后,通过SMV模型检测和理论分析证明了KN-LEACH协议的安全性,同时使用NS2进行性能仿真分析,从安全和性能两方面的对比分析验证了KN-LEACH协议的可行性和有效性。