無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于可信的安全協(xié)作通信關(guān)鍵技術(shù)研究的開題報告

無線多跳網(wǎng)絡(luò)中基于可信的安全協(xié)作通信關(guān)鍵技術(shù)研究的開題報告一、研究背景和意義無線多跳網(wǎng)絡(luò)（WMN）是一種具有自組織、動態(tài)性、靈活性和可擴(kuò)張性的網(wǎng)絡(luò)模式，在許多領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。然而與有線網(wǎng)絡(luò)相比，WMN的通信信道經(jīng)常面臨著更加動態(tài)和復(fù)雜的干擾問題，如多路徑傳輸、隨機(jī)抖動、信號退化等問題。因此，WMN的公平性、可靠性和安全性是WMN中必須有效解決的問題。當(dāng)前的WMN中，數(shù)據(jù)的安全存在著諸多問題，如數(shù)據(jù)分析，信息泄露，信息偽裝等，特別是在諸如智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等場景下，安全問題愈發(fā)凸顯。為了保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性，需要設(shè)計和開發(fā)一些新的安全機(jī)制，以確保WMN中的通信的安全性。二、研究內(nèi)容和目標(biāo)本文旨在研究基于可信的安全協(xié)作通信關(guān)鍵技術(shù)，以解決WMN中的數(shù)據(jù)安全問題。具體研究內(nèi)容包括：1.建立WMN的安全模型，對WMN中的不同類型攻擊進(jìn)行分類和分析。2.研究基于協(xié)作通信的能量互惠算法，對節(jié)點的通信子集進(jìn)行劃分和篩選，減少不必要的安全損耗。3.設(shè)計一種基于最小生成樹算法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率和節(jié)點信號強(qiáng)度。4.研究基于公私密鑰機(jī)制的數(shù)據(jù)加密算法，確保WMN中數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。5.基于虛擬節(jié)點模型，提出一種節(jié)點驗證機(jī)制，保證數(shù)據(jù)的真實性。三、研究方法和技術(shù)路線本文采用綜合研究的方法，包括文獻(xiàn)分析、仿真設(shè)計、實驗測試等多種方法，并且采用以下技術(shù)路線：1.確定多跳網(wǎng)絡(luò)的安全需求，分析安全威脅和攻擊方式，建立安全模型。2.設(shè)計多跳網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議，研究基于能量互惠算法和最小生成樹算法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。3.分析共享密鑰體制的安全特征，研究公私密鑰機(jī)制下的數(shù)據(jù)加密算法。4.設(shè)計節(jié)點驗證機(jī)制，保證數(shù)據(jù)的真實性和完整性。5.使用NS2和C++等工具，進(jìn)行仿真實驗，驗證算法的可行性和有效性。四、進(jìn)度安排和預(yù)期成果1.第一階段（一個月）：調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)，分析多跳網(wǎng)絡(luò)的安全需求和安全威脅。2.第二階段（兩個月）：設(shè)計基于能量互惠算法的協(xié)作通信機(jī)制，建立最小生成樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型。3.第三階段（三個月）：研究公私密鑰機(jī)制下的數(shù)據(jù)加密算法，設(shè)計節(jié)點驗證機(jī)制。4.第四階段（一個月）：整合算法實現(xiàn)，進(jìn)行仿真實驗，分析實驗結(jié)果，優(yōu)化算法模型。預(yù)期成果包括：1.WMN的安全模型和基于協(xié)作通信的多跳網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議。2.基于公私密鑰機(jī)制的數(shù)據(jù)加密算法和節(jié)點驗證機(jī)制。3.基于NS2和C++等工具的仿真實驗和分析結(jié)果。5.研究難點和創(chuàng)新之處本文研究的難點主要包括：1.在考慮數(shù)據(jù)安全的前提下，設(shè)計一種新的協(xié)作通信機(jī)制，減少不必要的通信損耗。2.對基于公私密鑰機(jī)制的數(shù)據(jù)加密算法進(jìn)行研究，在數(shù)據(jù)傳輸過程中保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。3.提出一種基于虛擬節(jié)點模型的節(jié)點驗證機(jī)制，保證數(shù)據(jù)的真實性和完整性。本文的創(chuàng)新之處在于：1.設(shè)計基于能量互惠算法和最小生成樹算法的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有效解決WMN中節(jié)點的不可靠性和復(fù)雜性問題。2.提出一